Hvad er enzymernes rolle i stofskifte?

Metabolisme refererer til enhver kemisk proces, der forekommer i eller mellem celler. Der er to typer stofskifte: Anabolisme, hvor mindre molekyler syntetiseres for at gøre større; og katabolisme, hvor større molekyler opdeles i mindre. De fleste kemiske reaktioner i celler kræver en katalysator for at komme i gang. Enzymer, som er store proteinmolekyler, der findes i kroppen, giver den perfekte katalysator, fordi de kan ændre kemikalierne i cellerne uden at ændre sig selv.

Metabolisme er et paraplyudtryk, der henviser til enhver cellulær proces, der involverer en kemisk reaktion. Glykolyse er et eksempel på en katabolisk cellulær proces; i denne proces opdeles glukose i pyruvat. Når ilt og brint kombineres for at danne vand i slutningen af ​​elektrontransportkæden, er det et eksempel på en anabolsk proces, hvor mindre molekyler kombineres for at danne et større molekyle.

De fleste kemiske reaktioner i celler forekommer ikke spontant. I stedet har de brug for en katalysator for at få dem i gang. I mange tilfælde kan varme være en katalysator, men dette er ineffektivt, fordi varme ikke kan påføres molekyler på en kontrolleret måde. De fleste kemiske reaktioner kræver således interaktion med et enzym. Enzymer binder med bestemte reaktanter, indtil den kemiske reaktion finder sted, og frigør sig derefter. Enzymerne selv ændres ikke af den kemiske reaktion.

Enzymer binder ikke uden forskel til molekyler; i stedet er hvert enzym designet til kun at binde til et bestemt molekyle, kendt som substratet. På substratet er der en foldet gruppe af polypeptidkæder, der danner en rille. Det korrekte enzym vil have en lignende gruppe af polypeptidkæder, der tillader det at binde sig til substratet. Andre enzymer vil indeholde polypeptidkæder, der ikke stemmer overens.

I 1894 kaldte videnskabsmand Emil Fischer denne model for lock-and-key-modellen, fordi enzymet og substratet passer sammen som en nøgle i en lås. Ifølge en passage om stofskifte offentliggjort af Titan Education er dette ikke helt nøjagtigt, fordi nogle enzymer brydes ujævnt i slutningen af ​​den katalytiske proces.

Et eksempel på et enzym, der passer til låsemodellen, er sucrase. Sucrase indeholder polypeptidkæder, der gør det muligt at binde til saccharose. Når sucrase og saccharose binder, reagerer de med vand, og saccharose nedbrydes i glucose og fruktose. Enzymet frigøres derefter og kan genbruges for at nedbryde et andet molekyle saccharose.

Pankreaslipase fungerer som en katalysator for at nedbryde triglycerider. I modsætning til saccharose nedbrydes triglycerider ikke jævnt i to molekyler af forskellige stoffer. I stedet nedbrydes triglycerider i to monoglycerider og en fedtsyre.