Kiekviena jūsų kūno trilijonas ląstelių priklauso nuo tūkstančių cheminių reakcijų. Cheminės reakcijos, vykstančios jūsų kūne, gali vykti mėgintuvėlyje, tačiau jos vyktų daug lėčiau - per lėtai, kad palaikytų gyvo organizmo veiklą.
Fermentai yra gyvųjų organizmų baltymai, kurie padeda cheminėms reakcijoms. Jų gebėjimą veikti ir darbo greitį įtakoja keli veiksniai. Kai kurie iš šių veiksnių yra kitos cheminės medžiagos.
Kaip veikia fermentai
Cheminės reakcijos apima atomų ryšių nutrūkimą ir susidarymą. Nutraukus pradinių cheminių medžiagų - reagentų - jungtis, reikia energijos. Tai vadinama aktyvacijos energija. Fermentai yra baltymai, kurie griebiasi ant reagentų ir orientuoja juos taip, kad aktyvacijos energija būtų mažesnė. Taip pat vadinami reagentai substratai.
Fermentas veikia surišdamas substratus tam tikrose vietose, vadinamose aktyviomis vietomis. Aktyvios vietos yra suformuotos taip, kad jos galėtų prikibti prie konkrečių substratų. Susietas fermentų ir substratų kompleksas reagentams palengvina jų ryšių nutraukimą ir naujų susidarymą produkte.
Tada produktas išsiskiria iš fermento.
Cheminės medžiagos, kurios padeda cheminėms reakcijoms: kofaktoriai
Aktyvios vietos forma yra tai, kas leidžia fermentams veikti. Jei aktyvioji vieta yra iškraipyta, substratas nesusijungs ir reakcija nebus padėta. Kai kuriems fermentams reikia tinkamų cheminių medžiagų, vadinamų kofaktoriais, kad įgautų tinkamą formą.
Kofaktoriai gali būti neorganinių atomų arba organinių molekulių pavidalu. Kofaktorių pavyzdžiai yra jonizuotas cinko atomas, praradęs porą elektronų, kuris yra būtinas alkoholio dehidrogenazės fermente, naudojamame alkoholiui metabolizuoti.
Nikotinamido adenino dinukleotido molekulė yra įprastas organinis molekulinis kofaktorius ir dar vadinamas kofermentas. Jis dažnai dalyvauja reakcijose, kuriose reikia perduoti vandenilio atomus ar jonus. Kad fermentas veiktų, gali prireikti kofermentų ir neorganinių kofaktorių, o jei jų nepakanka, bendras reakcijos greitis bus lėtas.
Cheminės medžiagos, padedančios cheminėms reakcijoms: substratai
Kiekvienas fermentas turi vieną specifinę funkciją. Fermentas, kuris padalina fruktozės molekulę į dvi dalis, negali būti naudojamas deguoniui išskirti raudonieji kraujo kūneliai. Kad įvyktų reakcija, turi būti ir fermentas, ir substratas. Reakcijos greitį gali riboti fermentų arba substrato trūkumas.
Kitaip tariant, jei ląstelėje yra daug substrato ir nėra daug fermentų, pridėjus daugiau fermento, reakcijos greitis padidės. Ir atvirkščiai, jei yra daug fermentų ir nėra daug substrato, pridėjus substrato, reakcijos greitis padidės. Tačiau pridėjus daugiau substrato, kai yra daug substrato ir nedaug fermentų (arba pridedant daugiau fermentų priešingoje situacijoje), reakcijos greitis nepadidės.
Greitesnis reakcijos greitis
Faktinis fermentų katalizuojamos reakcijos greitis nesikeičia. Tai reiškia, kad laikas nuo substrato surišimo iki produkto išsiskyrimo yra vienodas kiekvienai konkrečiai fermentų rūšiai. Kai kalbama apie fermento veikimo pagreitinimą, tai reiškia, kad reikia padidinti fermentų, aktyviai dalyvaujančių cheminėse reakcijose, skaičių, kad bendras reakcijų skaičius padidėtų.
Pavyzdžiui, jei jų nepakanka cinkas kad sutaptų su visu specifiniu DNR apdorojančio fermento tipu ląstelėje, tada pridėjus daugiau cinko, reakcijos greitis padidės, nes bus įmanoma aktyvinti daugiau fermentų.
Tas pats pridėjus daugiau substrato ar daugiau fermentų: Veiksmas paspartėja leidžiant daugiau fermentų katalizuoti chemines reakcijas, o ne pagreitinant kurį nors konkretų fermentą.
