Метаболизмът се отнася до всеки химичен процес, протичащ в или между клетките. Има два вида метаболизъм: Анаболизъм, при който се синтезират по-малки молекули, за да се получат по-големи; и катаболизъм, където по-големите молекули се разграждат на по-малки. Повечето химически реакции в клетките изискват катализатор, за да започнат. Ензимите, които са големи протеинови молекули, намиращи се в тялото, осигуряват перфектния катализатор, защото те могат да променят химикалите в клетките, без да се променят.
Обяснен метаболизъм
Метаболизмът е общ термин, отнасящ се до всеки клетъчен процес, който включва химическа реакция. Гликолизата е пример за катаболен клетъчен процес; в този процес глюкозата се разгражда до пируват. Когато кислородът и водородът се комбинират, за да образуват вода в края на електронната транспортна верига, това е пример за анаболен процес, при който по-малки молекули се комбинират, за да образуват по-голяма молекула.
Ензимите като катализатори
Повечето химически реакции в клетките не протичат спонтанно. Вместо това, те се нуждаят от катализатор, за да започнат. В много случаи топлината може да бъде катализатор, но това е неефективно, тъй като топлината не може да се прилага към молекулите по контролиран начин. По този начин повечето химични реакции изискват взаимодействие с ензим. Ензимите се свързват с определени реагенти, докато настъпи химическата реакция, след което се освобождават. Самите ензими не се променят от химичната реакция.
Модел за заключване и ключ
Ензимите не се свързват безразборно с молекулите; вместо това всеки ензим е проектиран да се свързва само с определена молекула, известна като субстрат. На субстрата има сгъната група от полипептидни вериги, които образуват бразда. Правилният ензим ще има подобна група полипептидни вериги, което му позволява да се свързва със субстрата. Други ензими ще съдържат полипептидни вериги, които не съвпадат.
През 1894 г. ученият Емил Фишер нарича този модел модела за заключване и ключ, тъй като ензимът и субстратът си пасват като ключ в ключалката. Според пасаж за метаболизма, публикуван от Titan Education, това не е съвсем точно, защото някои ензими се разпадат неравномерно в края на каталитичния процес.
Пример
Един пример за ензим, който отговаря на модела на ключалката и ключа, е захаразата. Сукразата съдържа полипептидни вериги, позволяващи й да се свързва със захароза. След като захарата и захарозата се свържат, те реагират с вода и захарозата се разпада на глюкоза и фруктоза. След това ензимът се освобождава и може да се използва повторно за разграждане на друга молекула захароза.
Неравномерно разпадане
Панкреатичната липаза действа като катализатор за разграждането на триглицеридите. За разлика от захарозата, триглицеридите не се разграждат равномерно на две молекули от различни вещества. Вместо това триглицеридите се разграждат на два моноглицерида и една мастна киселина.