enzym Substraatcomplex definitie
het enzymsubstraatcomplex is een tijdelijk molecuul dat wordt gevormd wanneer een enzym perfect in contact komt met zijn substraat. Zonder zijn substraat is een enzym een iets andere vorm. Het substraat veroorzaakt een conformational verandering, of vormverandering, wanneer het substraat de actieve plaats ingaat. De actieve plaats is het gebied van het enzym dat zwakke banden met het substraat kan vormen. Deze vormverandering kan twee of meer substraatmolecules samen dwingen, of individuele molecules in kleinere delen splitsen. De meeste reacties die cellen gebruiken om in leven te blijven, vereisen dat de acties van enzymen snel genoeg gebeuren om nuttig te zijn. Deze enzymen worden direct gecodeerd in het DNA van het organisme.
het enzymsubstraatcomplex is om een aantal redenen uiterst belangrijk. Ten eerste is het enzymsubstraat complex slechts tijdelijk. Dit betekent dat zodra het substraat is veranderd, het niet meer aan het enzym kan binden. De producten komen vrij en het enzym is klaar voor een ander substraatmolecuul. Een enkel enzym kan herhaaldelijk miljoenen keren werken, betekenend is slechts een kleine hoeveelheid enzym nodig in elke cel.
enzymen zijn complexe moleculen, zoals kleine machines die voor één doel zijn bedoeld. Opgebouwd uit een keten van aminozuren, deze lange snaar ervaart interacties tussen de verschillende aminozuren en wendingen en verandert in complexe structuren. Deze structuren kunnen werken als scharnieren, wiggen, en allerlei andere vormen bedoeld om bepaalde reacties te versnellen. Verschillende mutaties geven aanleiding tot lichtjes verschillende vormen van enzym. In mutaties die gunstig zijn voor het organisme, wordt het complex van het enzymsubstraat op een manier veranderd die de output van het product of de functie van het enzym als geheel beïnvloedt. Deze verandering in het organisme is alleen gunstig als het op de een of andere manier helpt het organisme meer te reproduceren.
enzymen worden meestal genoemd naar het substraat waarop ze werken, en hebben het achtervoegsel-ase om aan te geven dat ze enzymen zijn. Elk enzym heeft een bepaalde specificiteit voor het substraat waarop het werkt, dat bepaalt aan welke molecules zij kunnen binden. Sommige molecules die in structuur aan het substraat gelijkaardig zijn kunnen in de actieve plaats vast komen te zitten, omdat zij niet de reactie kunnen ondergaan die door het enzym wordt bedoeld. In dit kromgetrokken enzymsubstraat complex, bindt de competitieve inhibitor aan het enzym en remt de verdere werking ervan. Andere inhibitors kopiëren het substraat niet, maar wijzigen het enzym op andere manieren zodat het complex van het enzymsubstraat niet kan worden gevormd.
voorbeelden van Enzymsubstraat Complex
Amylase en Amylose
Amylose is een complexe suiker geproduceerd door planten. In ons speeksel zit een enzym, amylase, dat gebruikt wordt om amylose uit elkaar te breken. Amylase gebruikt één substraatmolecuul van amylose en een cofactor van één watermolecuul om een complex enzymsubstraat te produceren. Het complex vermindert sterk de hoeveelheid energie die nodig is om de reactie te starten, waardoor de tijd waarin het gebeurt toeneemt. Een typisch suikermolecuul zou miljoenen jaren nodig hebben om uit elkaar te breken, ware het niet voor de acties van enzymen zoals amylase.
in feite zijn enzymen zo belangrijk bij het verteren van de voedingsmiddelen die we eten dat ons lichaam een enzym produceert voor bijna elk type voedsel dat het lichaam evolutionair bereid is te consumeren. Nieuwe voedingsmiddelen zijn slecht verwerkt, omdat de enzymen geen tijd hebben gehad om hun efficiëntie aan te passen. Bijvoorbeeld, leidt het moderne dieet van verwerkte voedingsmiddelen tot een obesitasepidemie omdat het procesvoedsel aan gemakkelijk toegankelijke voedingsstoffen rijk is, maar slechts aan de wegen die aan het opslaan van vet worden gebruikt. Als gevolg hiervan ervaart een groot deel van de bevolking gewichtsgerelateerde ziekten. Veel voedingsdeskundigen dringen aan op meer natuurlijke, vol-food, plantaardige diëten die de neiging hebben om de enzymen te ondersteunen die ons lichaam van nature heeft ontwikkeld.
allosterische Regulatie in enzymen
hoewel het snel vormen van een enzymsubstraat belangrijk is voor de meeste reacties, is het in sommige gevallen belangrijk om het enzym uit te schakelen om energie of hulpbronnen te besparen. Veel enzymen worden op deze manier gereguleerd om precies de juiste hoeveelheid energie en producten te leveren. Één van de belangrijkste plaatsen dit gebeurt is in de productie van adenosinetrifosfaat (ATP), of de molecule die energie aan cellulaire processen verstrekt. Veel enzymen in de weg die ATP creëert worden geïnactiveerd door ATP. Op deze manier, wanneer te veel ATP wordt geproduceerd, wordt het enzym uitgeschakeld. Dit staat bekend als feedback remming, of de mogelijkheid om zelf te reguleren. Op dezelfde manier, kunnen de enzymen door de aanwezigheid van adenosinedifosfaat ADP, ATP worden gereactiveerd die een fosfaatgroep heeft gebruikt om energie aan een proces of reactie te verstrekken.
veel lichamelijke processen worden op deze manier gecontroleerd, en het enzymsubstraat complex kan in deze gevallen alleen worden gevormd met de juiste moleculen aanwezig. Veel van de cofactoren die enzymen activeren zijn vitaminen, mineralen en andere anorganische moleculen aanwezig in het dieet.
- enzym-Eiwitkatalysatoren die de activeringsenergie verlagen en de biologische reacties versnellen.
- substraat-het molecuul of atoom waarop een enzym inwerkt.
- activeringsenergie – de energie die nodig is om een reactie te laten beginnen.
- katalysator: elk molecuul of elke stof die de activeringsenergie van een bepaalde reactie verlaagt.
Quiz
1. Koolmonoxide is een gevaarlijk molecuul om in te ademen. In uw bloedstroom kan koolmonoxide in uw cellen komen en zich stevig binden met ijzer, een cofactor van een belangrijk enzym bij de productie van ATP. Zonder deze enzymfunctie kan ATP niet worden gevormd. Waarom werkt het enzym niet?
A. Het enzymsubstraatcomplex kan niet worden gevormd.de koolmonoxide voorkomt dat zuurstof in de longen komt.
C. Het kan nog steeds, zodra het koolmonoxide een reactie veroorzaakt.
2. Sommige enzymen produceren één enkel product uit twee substraatmoleculen. In deze enzymen worden de substraten in de actieve plaats geladen, wordt het complex van het enzymsubstraat gevormd, en wordt één enkel product vrijgegeven. Kan dit proces omgekeerd gebeuren, zoals in, kan het product in het enzym laden en in twee producten worden gesplitst?
A. Ja
B. Nee
C. hangt af van het enzym
3. Welk van de volgende is een enzym?
A. Lactose
B. Lactase
C. Lactol