Ποιος είναι ο ρόλος των ενζύμων στο μεταβολισμό;

Ο μεταβολισμός αναφέρεται σε οποιαδήποτε χημική διαδικασία που συμβαίνει εντός ή μεταξύ των κυττάρων. Υπάρχουν δύο τύποι μεταβολισμού: Ο αναβολισμός, όπου συντίθενται μικρότερα μόρια για να γίνουν μεγαλύτερα. και καταβολισμό, όπου τα μεγαλύτερα μόρια χωρίζονται σε μικρότερα. Οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις εντός των κυττάρων απαιτούν καταλύτη για να ξεκινήσουν. Τα ένζυμα, τα οποία είναι μεγάλα πρωτεϊνικά μόρια που βρίσκονται στο σώμα, παρέχουν τον τέλειο καταλύτη επειδή μπορούν να αλλάξουν τις χημικές ουσίες εντός των κυττάρων χωρίς να αλλάξουν οι ίδιοι.

Ο μεταβολισμός είναι ένας όρος ομπρέλας που αναφέρεται σε οποιαδήποτε κυτταρική διαδικασία που περιλαμβάνει χημική αντίδραση. Η γλυκόλυση είναι ένα παράδειγμα καταβολικής κυτταρικής διαδικασίας. σε αυτή τη διαδικασία, η γλυκόζη διασπάται σε πυροσταφυλικό. Όταν το οξυγόνο και το υδρογόνο συνδυάζονται για να σχηματίσουν νερό στο τέλος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, αυτό είναι ένα παράδειγμα μιας αναβολικής διαδικασίας, όπου μικρότερα μόρια συνδυάζονται για να κάνουν ένα μεγαλύτερο μόριο.

Οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις εντός των κυττάρων δεν εμφανίζονται αυθόρμητα. Αντ 'αυτού, χρειάζονται καταλύτη για να ξεκινήσουν. Σε πολλές περιπτώσεις, η θερμότητα μπορεί να είναι καταλύτης, αλλά αυτό είναι αναποτελεσματικό επειδή η θερμότητα δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε μόρια με ελεγχόμενο τρόπο. Έτσι, οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις απαιτούν αλληλεπίδραση με ένα ένζυμο. Τα ένζυμα συνδέονται με συγκεκριμένα αντιδραστήρια έως ότου εμφανιστεί η χημική αντίδραση και στη συνέχεια ελευθερώνονται. Τα ίδια τα ένζυμα δεν αλλάζουν από τη χημική αντίδραση.

Τα ένζυμα δεν συνδέονται αδιακρίτως με μόρια. Αντ 'αυτού, κάθε ένζυμο έχει σχεδιαστεί ώστε να δεσμεύεται μόνο με ένα συγκεκριμένο μόριο, γνωστό ως υπόστρωμα. Στο υπόστρωμα, υπάρχει μια διπλωμένη ομάδα αλυσίδων πολυπεπτιδίων, οι οποίες σχηματίζουν μια αυλάκωση. Το σωστό ένζυμο θα έχει μια παρόμοια ομάδα αλυσίδων πολυπεπτιδίων, επιτρέποντάς του να συνδεθεί με το υπόστρωμα. Άλλα ένζυμα θα περιέχουν αλυσίδες πολυπεπτιδίων που δεν ταιριάζουν.

Το 1894, ο επιστήμονας Emil Fischer χαρακτήρισε αυτό το μοντέλο το μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού επειδή το ένζυμο και το υπόστρωμα ταιριάζουν μαζί σαν κλειδί σε κλειδαριά. Σύμφωνα με ένα απόσπασμα σχετικά με το μεταβολισμό που δημοσιεύθηκε από την Titan Education, αυτό δεν είναι απολύτως ακριβές, διότι ορισμένα ένζυμα διαλύονται άνισα στο τέλος της καταλυτικής διαδικασίας.

Ένα παράδειγμα ενζύμου που ταιριάζει στην κλειδαριά και το βασικό μοντέλο είναι η σακχαράση. Η σουκράση περιέχει πολυπεπτιδικές αλυσίδες που της επιτρέπουν να δεσμεύεται με σακχαρόζη. Μόλις η σακχαρόζη και η σακχαρόζη δεσμευτούν, αντιδρούν με νερό και η σακχαρόζη διασπάται σε γλυκόζη και φρουκτόζη. Το ένζυμο στη συνέχεια απελευθερώνεται και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για να διασπάσει ένα άλλο μόριο σακχαρόζης.

Η παγκρεατική λιπάση δρα ως καταλύτης για τη διάσπαση των τριγλυκεριδίων. Σε αντίθεση με τη σακχαρόζη, τα τριγλυκερίδια δεν διασπώνται ομοιόμορφα σε δύο μόρια διαφορετικών ουσιών. Αντ 'αυτού, τα τριγλυκερίδια διασπώνται σε δύο μονογλυκερίδια και ένα λιπαρό οξύ.