Hva er enzymets rolle i stoffskiftet?

Metabolisme refererer til enhver kjemisk prosess som forekommer i eller mellom celler. Det er to typer metabolisme: Anabolisme, hvor mindre molekyler syntetiseres for å lage større; og katabolisme, der større molekyler brytes ned i mindre. De fleste kjemiske reaksjoner i celler krever en katalysator for å komme i gang. Enzymer, som er store proteinmolekyler som finnes i kroppen, gir den perfekte katalysatoren fordi de kan endre kjemikaliene i cellene uten å endre seg selv.

Metabolisme er et paraplybegrep som refererer til enhver cellulær prosess som involverer en kjemisk reaksjon. Glykolyse er et eksempel på en katabolisk cellulær prosess; i denne prosessen brytes glukose ned i pyruvat. Når oksygen og hydrogen kombineres for å danne vann ved enden av elektrontransportkjeden, er det et eksempel på en anabole prosess, der mindre molekyler kombineres for å lage et større molekyl.

De fleste kjemiske reaksjoner i celler skjer ikke spontant. I stedet trenger de en katalysator for å komme i gang. I mange tilfeller kan varme være en katalysator, men dette er ineffektivt fordi varme ikke kan påføres molekyler på en kontrollert måte. Dermed krever de fleste kjemiske reaksjoner interaksjon med et enzym. Enzymer binder seg til bestemte reaktanter til den kjemiske reaksjonen oppstår, og frigjør seg. Enzymene i seg selv endres ikke av den kjemiske reaksjonen.

Enzymer binder seg ikke uten å skille til molekyler; i stedet er hvert enzym designet for å binde seg bare til et bestemt molekyl, kjent som substratet. På underlaget er det en brettet gruppe av polypeptidkjeder, som danner et spor. Det riktige enzymet vil ha en lignende gruppe polypeptidkjeder, slik at det kan binde seg til substratet. Andre enzymer vil inneholde polypeptidkjeder som ikke stemmer overens.

I 1894 kalte forsker Emil Fischer denne modellen for lås-og-nøkkel-modellen fordi enzymet og substratet passer sammen som en nøkkel i en lås. I følge et avsnitt om metabolisme publisert av Titan Education er dette ikke helt nøyaktig fordi noen enzymer brytes ujevnt opp på slutten av den katalytiske prosessen.

Ett eksempel på et enzym som passer til låsen og nøkkelen er sucrase. Sucrase inneholder polypeptidkjeder som lar den binde seg til sukrose. Når sukrose og sukrose binder seg, reagerer de med vann og sukrose brytes ned til glukose og fruktose. Enzymet frigjøres deretter og kan brukes på nytt for å bryte ned et annet sukrose-molekyl.

Bukspyttkjertelen lipase fungerer som en katalysator for å bryte ned triglyserider. I motsetning til sukrose brytes ikke triglyserider jevnt ned i to molekyler av forskjellige stoffer. I stedet brytes triglyserider ned i to monoglyserider og en fettsyre.