Jaké jsou dva způsoby, jak inhibovat aktivitu enzymů?

Enzymy jsou proteiny, které plní své funkce, pouze když jsou jejich trojrozměrné tvary neporušené. Pochopení struktury enzymů proto pomůže objasnit způsoby, kterými může být aktivita enzymu inhibována. Drastické změny teploty, jako je tání nebo zmrazení, mohou změnit tvar a aktivitu enzymů. Aktivitu enzymu mohou změnit také změny pH nebo úrovně kyselosti okolí enzymu.

Enzymy jsou proteiny, což znamená, že mají specifickou trojrozměrnou strukturu, která definuje jejich katalytickou aktivitu. Primární strukturou proteinu je jeho aminokyselinová sekvence. Sekundární strukturou proteinů je vodíková vazba, ke které dochází podél páteře aminokyselinové sekvence. Terciární struktura proteinu, z něhož pochází aktivita enzymu, je udržována na místě pomocí intra-molekulárních (v molekule) interakcí postranních řetězců aminokyselin. Interakce, které udržují terciární strukturu enzymu, jsou ovlivněny teplotou a pH.

Enzymy jsou tvořeny řetězci aminokyselin, které jsou tvořeny atomy. Atomy a molekuly přirozeně vibrují, ale příliš mnoho vibrací způsobí rozvinutí enzymů. Jedním typem změny teploty, která inhibuje aktivitu enzymu, je zahřívání. Zvyšování teploty způsobuje, že molekuly vibrují rychleji. Když se však teplota příliš zvýší, enzym se rozvíjí. Tento vývoj, nazývaný denaturace, způsobí, že enzym ztratí svůj trojrozměrný tvar a tím i aktivitu. Většina živočišných enzymů není funkční nad 40 stupňů Celsia.

Druhým typem změny teploty, která ovlivňuje aktivitu enzymu, je chlazení nebo zmrazení. Stejně jako zvýšení teploty způsobuje, že molekuly vibrují rychleji, snížení teploty zpomaluje vibrace. Když se atomy v enzymech příliš zpomalí, nebo pokud zamrznou, nemůže enzym vykonávat svoji funkci. Enzymy nejsou pevné stroje, i když mají fyzickou strukturu. Atomy v enzymech, stejně jako jiné proteiny, normálně vibrují. Tuto flexibilitu potřebují, aby mohli vykonávat svou funkci, a zmrazení jim brání v pohybu vůbec.

Kromě změn teploty bude změna v kyselosti nebo pH prostředí enzymu inhibovat aktivitu enzymu. Jedním z typů interakcí, které drží terciární strukturu enzymu pohromadě, jsou iontové interakce mezi postranními řetězci aminokyselin. Kladně nabitá aminová skupina je neutralizována, když interaguje se záporně nabitou kyselinou. Změna pH, což je změna v množství protonů, může změnit náboje těchto dvou skupin, čímž se navzájem nepřitahují. Je třeba poznamenat, že každý enzym funguje v určitém rozmezí pH, některé mají rádi velmi kyselé prostředí, jiné velmi alkalické nebo zásadité prostředí.