Hver af din krops billioner celler afhænger af tusinder af kemiske reaktioner. De kemiske reaktioner, der finder sted inde i din krop, kunne finde sted i et reagensglas, men de ville ske meget langsommere - for langsomt til at understøtte aktiviteterne i en levende organisme.
Enzymer er proteiner i levende organismer, der hjælper med kemiske reaktioner. Deres evne til at fungere og den hastighed, hvormed de arbejder, påvirkes af flere faktorer. Nogle af disse faktorer er andre kemikalier.
Hvordan enzymer fungerer
Kemiske reaktioner involverer brydning og dannelse af bindinger mellem atomer. At bryde båndene til de oprindelige kemikalier - reaktanterne - kræver energi. Det kaldes aktiveringsenergien. Enzymer er proteiner, der griber fast i reaktanterne og orienterer dem på en sådan måde, at aktiveringsenergien er lavere. Reaktanterne kaldes også underlag.
Et enzym virker til at binde substrater på bestemte steder kaldet aktive steder. Aktive steder er formet på en måde, der giver dem mulighed for at fastgøre på specifikke substrater. Det bundne enzym-substratkompleks gør det lettere for reaktanter at bryde deres bindinger og danne nye i produktet.
Derefter frigives produktet fra enzymet.
Kemikalier, der hjælper kemiske reaktioner: Kofaktorer
Formen på det aktive sted er det, der gør det muligt for enzymer at arbejde. Hvis det aktive sted er forvrænget, binder substratet ikke, og reaktionen hjælper ikke med. Nogle enzymer kræver slags kemikalier kaldet cofaktorer for at antage den rigtige form.
Kofaktorer kan være i form af uorganiske atomer eller organiske molekyler. Eksempler på cofaktorer inkluderer et ioniseret zinkatom - et der har mistet et par elektroner - hvilket er nødvendigt i enzymet alkohol dehydrogenase, der bruges til at metabolisere alkohol.
Molekylet nicotinamid-adenindinukleotid er en almindelig organisk molekylær cofaktor og kaldes også en koenzym. Det deltager ofte i reaktioner, der kræver overførsel af brintatomer eller ioner. Koenzymer og uorganiske cofaktorer kan være nødvendige for at et enzym kan fungere, og hvis der ikke er nok af dem, vil den samlede reaktionshastighed være langsom.
Kemikalier, der hjælper kemiske reaktioner: Underlag
Hvert enzym har en specifik funktion. Et enzym, der opdeler et fruktosemolekyle i to dele, kan ikke bruges til at frigive ilt fra røde blodlegemer. For at en reaktion skal ske, skal både enzymet og substratet være til stede. Reaktionshastigheden kan begrænses af en mangel på enten enzym eller substrat.
Sagt på en anden måde, hvis der er meget substrat i en celle og ikke meget enzym, vil tilføjelse af mere enzym øge reaktionshastigheden. Omvendt, hvis der er meget enzym og ikke meget substrat, vil tilføjelse af substrat øge reaktionshastigheden. Tilføjelse af mere substrat, når der er meget substrat og ikke meget enzym (eller tilsætning af mere enzym i den modsatte situation), øger imidlertid ikke reaktionshastigheden.
Hurtigere reaktionshastigheder
Den faktiske hastighed for en enzymkatalyseret reaktion ændres ikke. Det vil sige, at tiden fra binding af substratet til frigivelse af produktet er den samme for hver bestemt type enzym. Når man taler om at fremskynde et enzyms virkning, betyder man at øge antallet af enzymer, der aktivt deltager i kemiske reaktioner, så det samlede antal reaktioner stiger.
For eksempel, hvis der ikke er nok zink for at matche med al en bestemt type DNA-behandlingsenzym i en celle, vil tilsætning af mere zink øge reaktionshastigheden ved at gøre det muligt for flere enzymer at være aktive.
Det samme med tilføjelse af mere substrat eller mere enzym: Handlingen bliver hurtigere ved at tillade flere enzymer at katalysere kemiske reaktioner, ikke ved at fremskynde et bestemt enzym.