การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์คืออะไร?

การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เป็นกระบวนการที่เอนไซม์ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นหรือที่เรียกว่าสารตั้งต้น การเร่งปฏิกิริยาเคมีนี้จะลดพลังงานกระตุ้น (Ea) ซึ่งจะให้พลังงานเพียงพอสำหรับโมเลกุลของสารตั้งต้นในการสร้างสารใหม่ เอนไซม์จะจับกับสารตั้งต้นและเปลี่ยนโมเลกุลให้เป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ เอนไซม์จะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากกระบวนการและสามารถดำเนินการหลายกระบวนการได้ บทบาทของเอนไซม์ก็คือการทำปฏิกิริยาทางเคมีให้คงที่และทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยามีความสามารถในการคงอยู่ทั้งหมดในขณะที่เพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ตัวเร่งปฏิกิริยาประดิษฐ์สามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีที่คล้ายกัน; อย่างไรก็ตามมันไม่ได้มีประสิทธิภาพและไม่สามารถแข่งขันกับอัตราการเร่งที่เกิดขึ้นในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ตามธรรมชาติ การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ในมนุษย์มักเกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 37 องศาเซลเซียส (99 องศาฟาเรนไฮต์)

ประกอบด้วยโซ่กรดอะมิโนเอ็นไซม์มีรูปร่างสามมิติที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายโดยอุณหภูมิที่สูงและความไม่สมดุลของไฮโดรเจนที่มีศักยภาพหรือที่เรียกว่าสมดุลพีเอช สารเคมีบางอย่างอนุมูลอิสระและโลหะหนักสามารถเปลี่ยนรูปร่างของเอนไซม์และรบกวนการทำงานของเอนไซม์ หากเอนไซม์เสียรูปร่างจะไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีได้อีกต่อไป

โมเดลที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์คือแบบจำลองการเหนี่ยวนำที่พอดีซึ่งสารตั้งต้นจะเชื่อมต่อกันซึ่งมีพื้นที่ใช้งานขนาดเล็กบนเอนไซม์ซึ่งรู้จักกันในชื่อไซต์ที่ใช้งาน เมื่อพันธะเสร็จสมบูรณ์ผลิตภัณฑ์ใหม่จะถูกปล่อยออกจากพื้นที่ที่ใช้งานอยู่ ในระหว่างกระบวนการพันธะเอนไซม์จะเปลี่ยนแปลงรูปร่างเล็กน้อย แต่เมื่อมีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่เอนไซม์จะพร้อมสำหรับการทำปฏิกิริยาทางเคมีต่อไป

ความแตกต่างและการรวมกันเป็นวิธีหลักในการผูกที่เกิดขึ้น การรวมแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะมีเพียงการเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงที่แข็งแกร่ง ในทางกลับกันการรวมกันของทั้งวัสดุพิมพ์ที่แข็งแกร่งและการเปลี่ยนสถานะการรวม กลไกทั้งสองสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีเอนไซม์ที่ไม่ได้ผูกกับวัสดุพิมพ์ขนาดเล็ก

อย่างไรก็ตามการจับยึดที่ต่างกันนั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการลด Ea เมื่อเอนไซม์อิ่มตัวกล่าวอีกอย่างหนึ่งว่ามีความสัมพันธ์ที่สูงซึ่งเป็นกลไกที่พบได้บ่อยที่สุดเมื่อเอนไซม์ส่วนใหญ่ทำงานด้วยวิธีนี้ หลังจากเกิดพันธะขึ้นพลังงานของสถานะการเปลี่ยนรูปจะลดลงและมีทางเลือกอื่นสำหรับปฏิกิริยาเคมีที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์จะยังคงมีเสถียรภาพ