Zámok vs. Kľúč vs. Induced Fit
Enzýmy sú známe ako biologické katalyzátory, ktoré sa používajú takmer pri každej bunkovej reakcii v organizmoch. Môžu zvýšiť rýchlosť biochemickej reakcie bez toho, aby sa reakciou zmenil samotný enzým. Vďaka svojej opätovnej použiteľnosti môže byť aj malá koncentrácia enzýmu veľmi účinná. Všetky enzýmy sú bielkoviny a majú guľovitý tvar. Avšak, rovnako ako všetky ostatné katalyzátory, tieto biologické katalyzátory nemenia konečné množstvo produktov a nemôžu spôsobiť reakcie, ktoré by mali prebehnúť. Na rozdiel od iných normálnych katalyzátorov, enzýmy katalyzujú iba jeden typ reverzibilnej reakcie, tzv. Pretože enzýmy sú proteíny; môžu pracovať v určitom rozsahu teplôt, tlaku a pH. Väčšina enzýmov katalyzuje reakcie vytvorením série „komplexov enzým-substrát“. V týchto komplexoch sa substrát viaže najpevnejšie na enzýmy zodpovedajúce prechodnému stavu. Tento stav má najnižšiu energiu; preto je stabilnejší ako prechodový stav nekatalyzovanej reakcie. V dôsledku toho enzým znižuje aktivačnú energiu biologickej reakcie, ktorú katalyzuje. Na vysvetlenie, ako sa tvoria komplexy enzým-substrát, sa používajú dve hlavné teórie. Sú to teória zámkov a kľúčov a teória indukovaného prispôsobenia.
Model zámku a kľúča
Enzýmy majú veľmi presný tvar, ktorý zahŕňa štrbinu alebo vrecko nazývané aktívne miesta. V tejto teórii substrát zapadá do aktívneho miesta ako kľúč do zámku. Najmä iónové väzby a vodíkové väzby držia substrát v aktívnych miestach, aby vytvorili komplex enzým-substrát. Akonáhle sa vytvorí, enzým katalyzuje reakciu tým, že pomáha meniť substrát, buď ho rozdeľuje alebo spája kusy dohromady. Táto teória závisí od presného kontaktu medzi aktívnymi miestami a substrátom. Preto táto teória nemusí byť úplne správna, najmä ak ide o náhodný pohyb molekúl substrátu.
Induced-Fit Model
V tejto teórii aktívne miesto mení svoj tvar, aby obklopilo molekulu substrátu. Enzým po naviazaní na konkrétny substrát zaujme svoj najefektívnejší tvar. Preto je tvar enzýmu ovplyvnený substrátom ako tvar rukavice ovplyvnený rukou, ktorá ho nosí. Potom molekula enzýmu narúša molekulu substrátu, napína väzby a robí substrát menej stabilným, čím sa znižuje aktivačná energia reakcie. Pretože je aktivačná energia nízka, reakcia prebieha pri vysokej rýchlosti tvorby produktov. Po uvoľnení produktov sa aktivačné miesto enzýmu vráti do pôvodného tvaru a naviaže ďalšiu molekulu substrátu.
Aký je rozdiel medzi Lock-and-Key a Induced-Fit?
• Teória indukovaného prispôsobenia je upravená verzia teórie zámkov a kľúčov.
• Na rozdiel od teórie zámku a kľúča, teória indukovaného prispôsobenia nezávisí od presného kontaktu medzi aktívnym miestom a substrátom.
• V teórii indukovanej zhody je tvar enzýmu ovplyvnený substrátom, zatiaľ čo v teórii Lock-and-key je tvar substrátu ovplyvnený enzýmom.
• V teórii uzamknutia a kľúča majú aktívne miesta presný tvar, zatiaľ čo v teórii indukovaného prispôsobenia aktívne miesto spočiatku nemá presný tvar, ale neskôr sa tvar miesta vytvorí podľa substrátu, ktorá bude zaväzovať.
