Hver av kroppens billioner celler avhenger av tusenvis av kjemiske reaksjoner. De kjemiske reaksjonene som finner sted inne i kroppen din kan finne sted i et prøverør, men de ville skje mye saktere - for sakte til å støtte aktivitetene til en levende organisme.
Enzymer er proteiner i levende organismer som hjelper kjemiske reaksjoner. Deres evne til å fungere og hastigheten de jobber med påvirkes av flere faktorer. Noen av disse faktorene er andre kjemikalier.
Hvordan enzymer fungerer
Kjemiske reaksjoner involverer brudd og dannelse av bindinger mellom atomer. Å bryte båndene til de første kjemikaliene - reaktantene - tar energi. Det kalles aktiveringsenergien. Enzymer er proteiner som tar tak i reaktantene og orienterer dem på en slik måte at aktiveringsenergien er lavere. Reaktantene kalles også underlag.
Et enzym virker for å binde substrater på bestemte steder kalt aktive steder. Aktive nettsteder er formet på en måte som lar dem feste seg til spesifikke underlag. Det bundne enzym-substratkomplekset gjør det lettere for reaktanter å bryte bindingen og danne nye i produktet.
Deretter frigjøres produktet fra enzymet.
Kjemikalier som hjelper kjemiske reaksjoner: Kofaktorer
Formen på det aktive stedet er det som gjør at enzymer kan fungere. Hvis det aktive stedet er forvrengt, vil ikke substratet binde seg, og reaksjonen vil ikke bli hjulpet med. Noen enzymer krever typer kjemikalier som kalles kofaktorer for å anta riktig form.
Kofaktorer kan være i form av uorganiske atomer eller organiske molekyler. Eksempler på medfaktorer inkluderer et ionisert sinkatom - et som har mistet et par elektroner - som er nødvendig i enzymet alkohol dehydrogenase, brukt til å metabolisere alkohol.
Molekylet nikotinamidadenindinukleotid er en vanlig organisk molekylær kofaktor, og kalles også en koenzym. Den deltar ofte i reaksjoner som krever overføring av hydrogenatomer eller ioner. Koenzymer og uorganiske medfaktorer kan være nødvendig for at et enzym skal fungere, og hvis det ikke er nok av dem, vil den totale reaksjonshastigheten være treg.
Kjemikalier som hjelper kjemiske reaksjoner: underlag
Hvert enzym har en bestemt funksjon. Et enzym som deler et fruktosemolekyl i to deler, kan ikke brukes til å frigjøre oksygen fra røde blodceller. For at en reaksjon skal skje, må både enzymet og substratet være tilstede. Reaksjonshastigheten kan begrenses av mangel på enten enzym eller substrat.
Sagt på en annen måte, hvis det er mye substrat i en celle og ikke mye enzym, vil tilsetning av mer enzym øke reaksjonshastigheten. Omvendt, hvis det er mye enzym og ikke mye substrat, vil tilsetning av substrat øke reaksjonshastigheten. Tilsetning av mer substrat når det er mye substrat og ikke mye enzym (eller tilsetning av mer enzym i motsatt situasjon) vil imidlertid ikke øke reaksjonshastigheten.
Raskere reaksjonshastigheter
Den faktiske hastigheten til en enzymkatalysert reaksjon endres ikke. Det vil si at tiden fra binding av substratet til frigjøring av produktet er den samme for hver spesifikke enzymtype. Når man snakker om å påskynde virkningen av et enzym, betyr man å øke antallet enzymer som aktivt deltar i kjemiske reaksjoner, slik at det totale antall reaksjoner øker.
For eksempel hvis det ikke er nok sink for å matche med en bestemt type DNA-prosesseringsenzym i en celle, vil tilsetning av mer sink øke reaksjonshastigheten ved å gjøre det mulig for flere enzymer å være aktive.
Det samme med tilsetning av mer substrat eller mer enzym: Handlingen blir fortet ved å la flere enzymer katalysere kjemiske reaksjoner, ikke ved å øke hastigheten på et bestemt enzym.