एंजाइम गतिविधि कैसे बदलती है क्योंकि एंजाइम एकाग्रता घट जाती है

आधुनिक विज्ञान ने पता लगाया है कि एंजाइमों के बिना कई आवश्यक जैविक प्रक्रियाएं असंभव होंगी। पृथ्वी पर जीवन जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करता है जो पर्याप्त दर पर तभी हो सकते हैं जब वे एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होते हैं। लेकिन एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं अभी भी बहुत धीमी गति से हो सकती हैं यदि प्रतिक्रियाशील प्रणाली में एंजाइमों की एकाग्रता कम हो।

एंजाइम रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सहायता करते हैं जिससे अणुओं को इस तरह से बातचीत करने में मदद मिलती है जिससे प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा कम हो जाती है। यह ऊर्जा, जिसे सक्रियण ऊर्जा के रूप में जाना जाता है, पर्यावरण द्वारा आपूर्ति की जाती है। उदाहरण के लिए, परिवेश के तापमान से जुड़ी परिवेशी तापीय ऊर्जा का उपयोग सक्रियण ऊर्जा के रूप में किया जा सकता है। जैविक वातावरण में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर अक्सर सीमित मात्रा में परिवेश द्वारा प्रतिबंधित होती है ऊर्जा, लेकिन एंजाइम इस प्रतिबंध को दूर करते हैं क्योंकि वे ऊर्जा की एक छोटी मात्रा को अधिक सक्रिय करने में सक्षम बनाते हैं प्रतिक्रियाएं।

ज्यादातर स्थितियों में, एंजाइम की एकाग्रता में कमी का एंजाइम गतिविधि पर सीधा प्रभाव पड़ता है क्योंकि प्रत्येक एंजाइम अणु एक समय में केवल एक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने में सक्षम होता है। वह अणु जिससे एंजाइम बंधता है, सब्सट्रेट कहलाता है। सामान्य तौर पर, एक एंजाइम एक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए सक्रियण ऊर्जा को कम करने के लिए एक सब्सट्रेट से बांधता है। यदि एक प्रणाली में सभी एंजाइम सब्सट्रेट के लिए बाध्य हैं, तो अतिरिक्त सब्सट्रेट अणुओं को एक प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद एक एंजाइम के उपलब्ध होने की प्रतीक्षा करनी चाहिए। इसका मतलब यह है कि जैसे-जैसे एंजाइम की सांद्रता घटती जाएगी, प्रतिक्रियाओं की दर घटती जाएगी।

अधिकांश जैविक वातावरणों में, एंजाइमों की सांद्रता सब्सट्रेट की सांद्रता से कम होती है। जब तक यह सच है, एंजाइम एकाग्रता और एंजाइम गतिविधि के बीच संबंध सीधे आनुपातिक है। एक ग्राफ पर जो प्रतिक्रिया दर बनाम एंजाइम एकाग्रता दिखाता है, यह सीधे आनुपातिक संबंध एक की ढलान के साथ एक सीधी रेखा की तरह दिखता है। दूसरे शब्दों में, एक अतिरिक्त एंजाइम समय की प्रति इकाई एक प्रतिक्रिया द्वारा दर को बढ़ाता है, और एक हटाया गया एंजाइम प्रति इकाई समय में एक प्रतिक्रिया से दर को कम करता है।

सीधे आनुपातिक संबंध का एक अपवाद यह है कि एंजाइम की सांद्रता में कमी नहीं होगी यदि सब्सट्रेट एकाग्रता एंजाइम एकाग्रता से कम है, तो एंजाइम गतिविधि में कमी आती है। इस स्थिति में, हटाए गए एंजाइमों का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है क्योंकि सिस्टम में अभी भी सभी उपलब्ध सबस्ट्रेट्स के साथ जुड़ने के लिए पर्याप्त एंजाइम होते हैं। इस प्रकार, एंजाइम गतिविधि बनाम एंजाइम एकाग्रता का एक ग्राफ अंततः एक सपाट रेखा में बंद हो जाएगा क्योंकि एंजाइम एकाग्रता एक स्तर तक बढ़ जाती है जो सब्सट्रेट एकाग्रता के समान होती है।