Enzymsubstratkomplex Definition
enzymsubstratkomplexet är en tillfällig molekyl som bildas när ett enzym kommer i perfekt kontakt med dess substrat. Utan dess substrat är ett enzym en något annorlunda form. Substratet orsakar en konformationsförändring eller formförändring när substratet kommer in i det aktiva stället. Den aktiva platsen är området för enzymet som kan bilda svaga bindningar med substratet. Denna formförändring kan tvinga två eller flera substratmolekyler tillsammans eller dela enskilda molekyler i mindre delar. De flesta reaktioner som celler använder för att hålla sig vid liv kräver att enzymernas åtgärder sker tillräckligt snabbt för att vara användbara. Dessa enzymer kodas direkt för i organismens DNA.
enzymsubstratkomplexet är extremt viktigt av flera skäl. För det första är enzymsubstratkomplexet endast tillfälligt. Detta innebär att när substratet har förändrats kan det inte längre binda till enzymet. Produkterna frigörs och enzymet är klart för en annan substratmolekyl. Ett enda enzym kan fungera upprepade gånger miljoner gånger, vilket innebär att endast en liten mängd enzym behövs i varje cell.
enzymer är komplexa molekyler, som små maskiner avsedda för ett syfte. Byggd av en kedja av aminosyror upplever denna långa sträng interaktioner mellan de olika aminosyrorna och vändningar och förvandlas till komplexa strukturer. Dessa strukturer kan fungera som gångjärn, kilar och alla andra former som är avsedda att påskynda vissa reaktioner. Olika mutationer ger upphov till något olika former av enzym. I mutationer som är fördelaktiga för organismen förändras enzymsubstratkomplexet på ett sätt som påverkar produktionen av produkten eller funktionen av enzymet som helhet. Denna förändring i organismen är bara fördelaktig om den på något sätt hjälper organismen att reproducera mer.
enzymer är vanligtvis uppkallade efter substratet som de arbetar med och har-ase-suffixet för att beteckna att de är enzymer. Varje enzym har en viss specificitet för substratet det fungerar på, vilket bestämmer vilka molekyler de kan binda till. Vissa molekyler som har samma struktur som substratet kan fastna på det aktiva stället, eftersom de inte kan genomgå den reaktion som enzymet är avsett för. I detta förvrängda enzymsubstratkomplex binder den konkurrerande hämmaren till enzymet och hämmar dess ytterligare verkan. Andra hämmare kopierar inte substratet, men modifierar enzymet på andra sätt så att enzymsubstratkomplexet inte kan bildas.
exempel på Enzymsubstratkomplex
amylas och amylos
amylos är ett komplext socker som produceras av växter. I vårt saliv är ett enzym, amylas, som används för att bryta amylos isär. Amylas använder en substratmolekyl av amylos och en kofaktor av en vattenmolekyl för att producera ett enzymsubstratkomplex. Komplexet minskar kraftigt den mängd energi som krävs för att starta reaktionen, vilket ökar tiden då det händer. En typisk sockermolekyl skulle ta miljontals år att bryta isär, om det inte var för enzymernas handlingar som amylas.
faktum är att enzymer är så viktiga för att smälta maten vi äter att vår kropp producerar ett enzym för nästan alla typer av mat som kroppen är evolutionärt beredd att konsumera. Nya livsmedel bearbetas dåligt, eftersom enzymerna inte har haft tid att anpassa sin effektivitet. Till exempel leder den moderna kosten av bearbetade livsmedel till en fetmaepidemi eftersom processmatarna är rika på lättillgängliga näringsämnen, men bara till de vägar som används för att lagra fett. Som ett resultat upplever mycket av befolkningen viktrelaterade sjukdomar. Många nutritionists driver för mer naturliga, helmat, växtbaserade dieter som tenderar att stödja enzymerna som våra kroppar naturligt har utvecklat.
allosterisk reglering i enzymer
även om enzymsubstratkomplexet bildas snabbt är viktigt för de flesta reaktioner, är det i vissa fall viktigt att ”stänga av” enzymet för att spara energi eller resurser. Många enzymer regleras på detta sätt för att ge precis rätt mängd energi och produkter. En av de viktigaste platserna som detta händer är i produktionen av adenosintrifosfat (ATP), eller molekylen som ger energi till cellulära processer. Många av enzymerna i vägen som skapar ATP inaktiveras av ATP. På detta sätt, när för mycket ATP produceras, stängs enzymet av. Detta kallas återkopplingshämning eller förmågan att självreglera. På samma sätt kan enzymerna återaktiveras genom närvaron av adenosindifosfat ADP, en ATP som har använt en fosfatgrupp för att ge energi till en process eller reaktion.
många kroppsliga processer styrs på detta sätt, och enzymsubstratkomplexet i dessa fall kan endast bildas med de korrekta molekylerna närvarande. Många av de kofaktorer som aktiverar enzymer är vitaminer, mineraler och andra oorganiska molekyler som finns i kosten.
- enzym – proteinkatalysatorer som sänker aktiveringsenergin och påskyndar biologiska reaktioner.
- substrat-molekylen eller atomen som ett enzym verkar på.
- aktiveringsenergi – den energi som krävs för att en reaktion ska börja äga rum.
- katalysator – någon molekyl eller substans som sänker aktiveringsenergin för en viss reaktion.
frågesport
1. Kolmonoxid är en farlig molekyl att andas in. I din blodström kan kolmonoxid komma in i dina celler och binda tätt med järn, en kofaktor av ett viktigt enzym i produktionen av ATP. Utan denna enzymfunktion kan ATP inte bildas. Varför kan inte enzymet fungera?
A. enzymsubstratkomplexet kan inte bildas.
B. kolmonoxiden förhindrar att syre kommer in i lungorna.
C. Det kan fortfarande, när det får kolmonoxiden att genomgå en reaktion.
2. Vissa enzymer producerar en enda produkt från två substratmolekyler. I dessa enzymer laddas substraten in i det aktiva stället, enzymsubstratkomplexet bildas och en enda produkt frisätts. Kan denna process ske i omvänd ordning, som i, kan produkten laddas in i enzymet och delas upp i två produkter?
A. Ja
B. Nej
C. beror på enzymet
3. Vilket av följande är ett enzym?
A. laktos
B. laktas
C. Laktol