Enzymstruktur och funktion

Enzymer är katalysatorer. Enzymer är vanligtvis proteiner och byggs upp av aminosyror bundna med peptidbindningar, precis som pärlor på ett halsband. Genom interaktioner mellan sidokedjorna på aminosyrorna viks halsbandet i en unik tredimensionell struktur. Den specifika sekvensen av aminosyror påverkar både den tredimensionella strukturen och enzymets katalytiska egenskaper.

Enzymer sänker aktiveringsenergin för en reaktion - det är den energimängd som krävs för att en reaktion ska inträffa. De gör detta genom att binda till en substrat (molekyl/substans) och hålla det på ett sätt som gör att reaktionen kan ske mer effektivt.

Den del av enzymet där substratet binder kallas aktivt centrum. Här förändrar enzymet formen något, passar in med molekylen/substansen och bildar det s.k.  enzym-substratkomplexet.

Faktorer som påverkar enzymaktivitet

Enzymaktivitet kan påverkas av olika faktorer, såsom temperatur, pH, koncentration och mer. Enzymer fungerar bäst inom specifika temperatur- och pH-intervaller, men det kommer att variera mycket beroende på varje enzym och vilken organism som enzymerna härstammar från. Alla sub-optimala förhållanden kan orsaka att ett enzym minskar dess förmåga att binda till ett substrat som då påverkar enzymets aktivitet.

  • Temperatur: Att öka temperaturen påskyndar i allmänhet en reaktion, och att sänka temperaturen sänker hastigheten en reaktion sker. Extrema höga temperaturer kan emellertid få ett enzym att förlora sin form (denaturera).
  • pH: Varje enzym har ett optimalt pH-område där aktiviteten är som högst. Att ändra pH utanför detta område kommer att sänka enzymaktiviteten och i mycket extrema pH-värden kan det förlora sin form (denaturera).
  • Enzymkoncentration: Att öka enzymkoncentrationen påskyndar reaktionerna, så länge det finns en molekyl/substans tillgängligt att binda till. När alla molekyler/substanser är bundna kommer reaktionen inte längre att påskyndas, eftersom det inte finns något för ytterligare enzymer att binda till.
  • Substratkoncentration: Att öka substratkoncentrationen ökar också reaktionshastigheten till en viss punkt. När alla enzymer har bundits, har varje ökning av substratkoncentrationen ingen effekt på reaktionshastigheten, eftersom de tillgängliga enzymerna blir mättade och arbetar med sin maximala hastighet.

De vanligaste misstagen och missuppfattningar

  • ”Enzymer är specifika”: Karaktären av enzymets aktiva centrum ger varje typ av enzym sin unika specificitet för att välja substrat bland många. Graden av specificitet och selektivitet är dock inte alltid absolut. Vissa enzymer kan verka på ett antal molekyler, så länge de innehåller den typ av bindning eller kemisk grupp som enzymet riktar sig till. Andra enzymer är mycket specifika för deras substrat och biotransformation.
  • ”Enzymer konsumeras i reaktionen”: Enzymer är inte reaktanter och förbrukas inte under en reaktion. Efter ett enzym binder till ett substrat och katalyserar reaktionen frigörs enzymet, oförändrat och kan användas för en annan reaktion. Detta betyder att för varje reaktion som ska ske behöver det inte finnas ett förhållande på 1: 1 mellan enzym och molekyler/substanser.
  • "Enzymer fungerar bäst vid 37 ° C och neutralt pH (i människokroppen)": Enzymer finns i en mängd olika organismer över hela världen som exempel inkluderar organismer som finns i extremiteter av kalla temperaturer, t.ex. Arktis, eller mycket varma temperaturer t.ex. varma/heta källor. Dessa organismer producerar enzymer som måste vara aktiva under de gällande förhållandena. Enzymer som finns under mycket extrema förhållanden kallas ibland extremozymer eftersom de finns i mycket sura / basiska förhållanden (pH), höga / låga temperaturer, hög salthalt eller andra faktorer, som annars skulle denaturera vanligare enzymer.

Miljövänliga katalysatorer

I allmänhet anses enzymer vara biologiskt nedbrytbara, förnybara och miljövänliga katalysatorer. Därför tillämpar industrin enzymer som aktiva ingredienser i olika typer av produkter (särskilt livsmedel, diagnostik, tvättmedel och produkter för personlig vård) och i tillverkningsprocesser (såsom läder, papper, textilier, kemikalier och läkemedel).

Did this answer your question?