Každý z bilionů buněk vašeho těla závisí na tisících chemických reakcí. Chemické reakce, které probíhají uvnitř vašeho těla, by mohly probíhat ve zkumavce, ale probíhaly by mnohem pomaleji - příliš pomalu na to, aby podporovaly činnosti živého organismu.
Enzymy jsou proteiny v živých organismech, které pomáhají při chemických reakcích. Jejich schopnost fungovat a rychlost, s jakou pracují, je ovlivněna několika faktory. Některé z těchto faktorů jsou jiné chemikálie.
Jak fungují enzymy
Chemické reakce zahrnují rozbití a tvorbu vazeb mezi atomy. Rozbití vazeb původních chemikálií - reaktantů - vyžaduje energii. Tomu se říká aktivační energie. Enzymy jsou proteiny, které se zachytávají reaktantů a orientují je tak, aby byla aktivační energie nižší. Reaktanty se také nazývají substráty.
Enzym váže substráty na specifická místa zvaná aktivní místa. Aktivní stránky jsou tvarovány tak, aby jim umožňovaly zachycení na konkrétních substrátech. Navázaný komplex enzym-substrát usnadňuje reaktantům rozbít vazby a vytvořit nové v produktu.
Poté se produkt uvolní z enzymu.
Chemikálie, které pomáhají chemickým reakcím: kofaktory
Tvar aktivního místa umožňuje enzymům pracovat. Pokud je aktivní místo zkreslené, substrát se neváže a reakce nebude pomáhat. Některé enzymy vyžadují pro správnou formu chemické látky zvané kofaktory.
Kofaktory mohou být ve formě anorganických atomů nebo organických molekul. Mezi příklady kofaktorů patří ionizovaný atom zinku - ten, který ztratil pár elektronů - který je nezbytný v enzymu alkohol dehydrogenáza, který se používá k metabolizaci alkoholu.
Molekula nikotinamidadenindinukleotid je běžný organický molekulární kofaktor a je také nazýván koenzym. Často se účastní reakcí, které vyžadují přenos atomů vodíku nebo iontů. K fungování enzymu mohou být nutné koenzymy a anorganické kofaktory, a pokud jich není dost, bude celková rychlost reakce pomalá.
Chemikálie, které pomáhají chemickým reakcím: substráty
Každý enzym má jednu specifickou funkci. Enzym, který štěpí molekulu fruktózy na dvě části, nelze použít k uvolnění kyslíku červené krvinky. Aby došlo k reakci, musí být přítomen jak enzym, tak substrát. Reakční rychlost může být omezena nedostatkem enzymu nebo substrátu.
Jinými slovy, pokud je v buňce hodně substrátu a málo enzymu, přidání dalšího enzymu zvýší rychlost reakce. Naopak, pokud je zde hodně enzymu a málo substrátu, přidání substrátu zvýší rychlost reakce. Přidání více substrátu, když je hodně substrátu a málo enzymu (nebo přidání více enzymu v opačné situaci), však nezvýší reakční rychlost.
Rychlejší reakce
Skutečná rychlost reakce katalyzované enzymy se nemění. To znamená, že doba od navázání substrátu do uvolnění produktu je stejná pro každý konkrétní typ enzymu. Když hovoříme o urychlení působení enzymu, znamená to zvýšení počtu enzymů aktivně se účastnících chemických reakcí, takže celkový počet reakcí stoupá.
Například pokud toho není dost zinek aby se shodoval se všemi specifickými typy enzymů zpracovávajících DNA v buňce, pak přidání více zinku zvýší rychlost reakce tím, že umožní, aby bylo aktivní více enzymů.
Totéž s přidáním více substrátu nebo více enzymu: Akce se zrychlí tím, že umožní více enzymům katalyzovat chemické reakce, nikoli zrychlením jednoho konkrétního enzymu.
