Metabolizmas reiškia bet kokį cheminį procesą, vykstantį ląstelių viduje arba tarp jų. Yra du metabolizmo tipai: anabolizmas, kai sintetinamos mažesnės molekulės, kad būtų didesnės; ir katabolizmas, kai didesnės molekulės suskaidomos į mažesnes. Norint pradėti daugumą cheminių reakcijų ląstelėse, reikia katalizatoriaus. Fermentai, kurios yra didelės baltymų molekulės, randamos organizme, yra puikus katalizatorius, nes jie gali pakeisti chemines medžiagas ląstelėse, nepasikeisdami patys.
Metabolizmas paaiškintas
Metabolizmas yra skėtinis terminas, nurodantis bet kokį ląstelių procesą, susijusį su chemine reakcija. Glikolizė yra katabolinio ląstelinio proceso pavyzdys; šiame procese gliukozė suskaidoma į piruvatą. Kai deguonis ir vandenilis susijungia ir susidaro vanduo elektronų transportavimo grandinės gale, tai yra anabolinio proceso pavyzdys, kai mažesnės molekulės sujungia didesnę molekulę.
Fermentai kaip katalizatoriai
Daugelis cheminių reakcijų ląstelėse nevyksta savaime. Vietoj to, jiems pradėti reikia jų katalizatoriaus. Daugeliu atvejų šiluma gali būti katalizatorius, tačiau tai yra neefektyvu, nes šiluma negali būti kontroliuojama molekulėms. Taigi daugumai cheminių reakcijų reikia sąveikos su fermentu. Fermentai susijungia su tam tikrais reagentais, kol įvyksta cheminė reakcija, tada išsilaisvina. Pačių fermentų cheminė reakcija nekeičia.
Užrakto ir rakto modelis
Fermentai neatskiriamai nesijungia su molekulėmis; vietoj to, kiekvienas fermentas yra skirtas prisijungti tik prie tam tikros molekulės, žinomos kaip substratas. Ant pagrindo yra sulankstyta polipeptidinių grandinių grupė, kuri sudaro griovelį. Teisingas fermentas turės panašią polipeptidinių grandinių grupę, leidžiančią prisijungti prie substrato. Kituose fermentuose bus nesuderinamos polipeptidinės grandinės.
1894 m. Mokslininkas Emilis Fischeris šį modelį pavadino užrakto ir rakto modeliu, nes fermentas ir substratas dera kaip raktas spynoje. Remiantis „Titan Education“ paskelbta ištrauka apie metabolizmą, tai nėra visiškai tikslu, nes katalizinio proceso pabaigoje kai kurie fermentai skyla netolygiai.
Pavyzdys
Vienas fermento, tinkančio užrakto ir rakto modeliui, pavyzdys yra sacharozė. Sacharezėje yra polipeptidinių grandinių, leidžiančių jai prisijungti prie sacharozės. Prisijungę sacharozei ir sacharozei, jie reaguoja su vandeniu, o sacharozė suskaidoma į gliukozę ir fruktozę. Tuomet fermentas yra išlaisvinamas ir gali būti pakartotinai naudojamas skaidant kitą sacharozės molekulę.
Netolygus išsiskyrimas
Kasos lipazė veikia kaip katalizatorius skaidyti trigliceridus. Skirtingai nei sacharozė, trigliceridai neskaidomi tolygiai į dvi skirtingų medžiagų molekules. Vietoj to, trigliceridai suskaidomi į du monogliceridus ir vieną riebalų rūgštį.
