Ποιοι είναι οι δύο τρόποι που τα ένζυμα γίνονται λιγότερο αποτελεσματικά;

Τα ένζυμα είναι μηχανές πρωτεΐνης που πρέπει να λαμβάνουν τρισδιάστατα σχήματα για να λειτουργούν σωστά. Τα ένζυμα γίνονται ανενεργά όταν χάνουν την τρισδιάστατη δομή τους. Ένας τρόπος που συμβαίνει αυτό είναι επειδή η θερμοκρασία γίνεται πολύ ζεστή και το ένζυμο μετουσιάζεται ή ξεδιπλώνεται. Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο τα ένζυμα γίνονται ανενεργά είναι όταν η δραστηριότητά τους αποκλείεται από έναν χημικό αναστολέα. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι αναστολέων. Οι ανταγωνιστικοί αναστολείς δεσμεύουν και μπλοκάρουν την ενεργή θέση των ενζύμων. Οι μη ανταγωνιστικοί αναστολείς δεσμεύονται σε έναν ιστότοπο διαφορετικό από τον ενεργό ιστότοπο, αλλά αναγκάζουν τον ενεργό ιστότοπο να είναι μη λειτουργικό.

Τα άτομα στα ένζυμα συνήθως δονούνται, αλλά όχι τόσο πολύ που το μόριο ξεδιπλώνεται. Η αύξηση της θερμοκρασίας του ενζύμου αυξάνει την ποσότητα των κραδασμών. Πάρα πολύ ταλαντώσεις και το ένζυμο αρχίζει να χάνει το σωστό σχήμα του. Τα ένζυμα έχουν το βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας στο οποίο είναι πιο ενεργά. Η δραστηριότητα του ενζύμου αυξάνεται καθώς η θερμοκρασία φτάνει σε αυτό το βέλτιστο εύρος, αλλά μειώνεται απότομα μετά από αυτό το εύρος. Τα περισσότερα ζωικά ένζυμα χάνουν δραστηριότητα πάνω από 40 βαθμούς Κελσίου. Υπάρχουν βακτήρια που ονομάζονται extremeophiles που μπορούν να επιβιώσουν σε θερμές πηγές. Τα ένζυμα τους μπορούν να αντέξουν σε θερμοκρασίες που βράζουν νερό.

Τα ένζυμα έχουν μια περιοχή που ονομάζεται ενεργό σημείο, η οποία είναι υπεύθυνη για την εκτέλεση της χημικής αντίδρασης που είναι ο κύριος σκοπός του ενζύμου. Ακριβώς όπως και το υπόλοιπο ένζυμο, η ενεργή περιοχή πρέπει να έχει το κατάλληλο τρισδιάστατο σχήμα για να λειτουργήσει. Η ενεργή περιοχή είναι σαν το στόμα του ενζύμου. Οι πλευρικές ομάδες ορισμένων αμινοξέων κολλούν στο χώρο της δραστικής περιοχής, όπως τα δόντια στο στόμα. Αυτές οι πλευρικές ομάδες είναι υπεύθυνες για την πραγματοποίηση της χημικής αντίδρασης. Ακριβώς όπως τα δόντια πρέπει να ευθυγραμμιστούν για να μασήσουν το φαγητό, οι πλευρικές ομάδες δεν μπορούν να ολοκληρώσουν τις αντιδράσεις εάν η ενεργή θέση δεν έχει το τρισδιάστατο σχήμα της.

Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο τα ένζυμα γίνονται λιγότερο αποτελεσματικά είναι επειδή η δραστηριότητά τους αποκλείεται από έναν χημικό αναστολέα. Οι ανταγωνιστικοί αναστολείς είναι μόρια που συνδέονται με τη δραστική θέση του ενζύμου. Το ενεργό είναι όπου το υπόστρωμα, το μόριο που υποτίθεται ότι τροποποιεί το ένζυμο, δεσμεύεται, έτσι ο ανταγωνιστικός αναστολέας ανταγωνίζεται το υπόστρωμα για τη δραστική θέση. Πολλοί ανταγωνιστικοί αναστολείς είναι γνωστοί ως αναστρέψιμοι αναστολείς, επειδή παρόλο που δεσμεύουν την ενεργή θέση, μπορούν να πέσουν. Αυτό ενεργοποιεί ξανά το ένζυμο.

Ένας άλλος τύπος αναστολέα ενζύμου ονομάζεται μη ανταγωνιστικοί αναστολείς. Αυτά τα χημικά τύπου δεν συνδέονται με την ενεργή τοποθεσία, αλλά με άλλη τοποθεσία του ενζύμου. Ωστόσο, η δέσμευση του αναστολέα στην άλλη θέση προκαλεί αλλαγή στο σχήμα της πρωτεΐνης που είτε κλείνει είτε μπλοκάρει τη δραστική θέση. Οι μη ανταγωνιστικοί αναστολείς καλούνται επίσης αλλοστερικοί αναστολείς, καθώς οι αλλοστερικοί ιστότοποι είναι ρυθμιστικοί ιστότοποι που δεν είναι ο ενεργός ιστότοπος. Μερικά ένζυμα είναι πολλαπλά ένζυμα που ενώνονται σε αυτό που ονομάζεται σύμπλεγμα ενζύμων. Ένας αλλοστερικός αναστολέας μπορεί να απενεργοποιήσει όλα τα ένζυμα σε ένα σύμπλεγμα δεσμεύοντας σε μία αλλοστερική θέση.