Metabolizam se odnosi na bilo koji kemijski proces koji se događa unutar ili između stanica. Postoje dvije vrste metabolizma: Anabolizam, gdje se manje molekule sintetiziraju da bi se stvorile veće; i katabolizam, gdje se veće molekule razgrađuju na manje. Za početak većine kemijskih reakcija unutar stanica potreban je katalizator. Enzimi, koji su velike molekule proteina koji se nalaze u tijelu, pružaju savršen katalizator jer mogu mijenjati kemikalije unutar stanica, a da se ne mijenjaju.
Objašnjeni metabolizam
Metabolizam je krovni pojam koji se odnosi na bilo koji stanični proces koji uključuje kemijsku reakciju. Glikoliza je primjer kataboličkog staničnog procesa; u tom se procesu glukoza razgrađuje na piruvat. Kada se kisik i vodik kombiniraju i tvore vodu na kraju lanca prijenosa elektrona, to je primjer anaboličkog procesa, gdje se manje molekule kombiniraju i stvaraju veću molekulu.
Enzimi kao katalizatori
Većina kemijskih reakcija unutar stanica ne događa se spontano. Umjesto toga, trebaju im katalizator da ih pokrenu. U mnogim slučajevima toplina može biti katalizator, ali to je neučinkovito jer se toplina ne može kontrolirano primijeniti na molekule. Dakle, većina kemijskih reakcija zahtijeva interakciju s enzimom. Enzimi se vežu s određenim reaktantima dok ne dođe do kemijske reakcije, a zatim se oslobađaju. Kemijskom reakcijom sami enzimi se ne mijenjaju.
Model zaključavanja i ključa
Enzimi se ne vežu bez razlike na molekule; umjesto toga, svaki je enzim dizajniran da se veže samo za određenu molekulu, poznatu kao supstrat. Na podlozi se nalazi presavijena skupina polipeptidnih lanaca koji čine utor. Ispravan enzim imat će sličnu skupinu polipeptidnih lanaca, omogućujući mu da se veže za supstrat. Ostali enzimi sadržavat će polipeptidne lance koji se ne podudaraju.
Godine 1894. znanstvenik Emil Fischer nazvao je ovaj model modelom zaključavanja, jer se enzim i supstrat međusobno uklapaju poput ključa u bravi. Prema odlomku o metabolizmu koji je objavio Titan Education, to nije posve točno, jer se neki enzimi neravnomjerno raspadaju na kraju katalitičkog procesa.
Primjer
Jedan od primjera enzima koji uklapa model brave i ključa je sukraza. Sucrase sadrži polipeptidne lance koji mu omogućuju vezanje za saharozu. Jednom kad se saharaza i saharoza vežu, reagiraju s vodom i saharoza se razgrađuje na glukozu i fruktozu. Tada se enzim oslobađa i može se ponovno koristiti za razgradnju druge molekule saharoze.
Neravnomjeran prekid
Lipaza gušterače djeluje kao katalizator za razgradnju triglicerida. Za razliku od saharoze, trigliceridi se ne razlažu ravnomjerno na dvije molekule različitih tvari. Umjesto toga, trigliceridi se razlažu na dva monoglicerida i jednu masnu kiselinu.