Fiecare trilion de celule ale corpului dvs. depinde de mii de reacții chimice. Reacțiile chimice care au loc în interiorul corpului dvs. ar putea avea loc într-o eprubetă, dar s-ar întâmpla mult mai încet - prea încet pentru a susține activitățile unui organism viu.
Enzime sunt proteine din organismele vii care ajută reacțiile chimice de-a lungul. Capacitatea lor de a funcționa și viteza cu care lucrează sunt influențate de mai mulți factori. Unii dintre acești factori sunt alți substanțe chimice.
Cum funcționează enzimele
Reacțiile chimice implică ruperea și formarea legăturilor între atomi. Ruperea legăturilor substanțelor chimice inițiale - reactanții - necesită energie. Aceasta se numește energia de activare. Enzimele sunt proteine care se prind de reactanți și îi orientează astfel încât energia de activare să fie mai mică. Reactanții sunt, de asemenea, numiți substraturi.
O enzimă acționează pentru a lega substraturi în locații specifice numite site-uri active. Site-urile active sunt modelate într-un mod care le permite să se fixeze pe substraturi specifice. Complexul enzimă-substrat legat facilitează reactanților să-și rupă legăturile și să formeze altele noi în produs.
Apoi produsul este eliberat din enzimă.
Substanțe chimice care ajută la reacțiile chimice: cofactori
Forma sitului activ este cea care permite enzimelor să funcționeze. Dacă situl activ este distorsionat, substratul nu se va lega și reacția nu va fi ajutată. Unele enzime necesită tipuri de substanțe chimice numite cofactori pentru a-și asuma forma corectă.
Cofactorii pot fi sub formă de atomi anorganici sau molecule organice. Exemplele de cofactori includ un atom de zinc ionizat - unul care a pierdut câțiva electroni - care este necesar în enzima alcool dehidrogenază, utilizată pentru metabolizarea alcoolului.
Molecula nicotinamidă adenină dinucleotidă este un cofactor molecular organic comun și este, de asemenea, numită coenzima. Participă adesea la reacții care necesită transferul de atomi de hidrogen sau ioni. Coenzimele și cofactorii anorganici pot fi necesari pentru ca o enzimă să funcționeze și, dacă nu sunt suficienți, atunci viteza generală de reacție va fi lentă.
Substanțe chimice care ajută la reacțiile chimice: substraturi
Fiecare enzimă are o funcție specifică. O enzimă care împarte o moleculă de fructoză în două părți nu poate fi utilizată pentru a elibera oxigenul globule rosii. Pentru ca o reacție să se întâmple, trebuie să fie prezente atât enzima, cât și substratul. Viteza de reacție poate fi limitată de o lipsă de enzimă sau substrat.
Altfel spus, dacă există mult substrat într-o celulă și nu există multă enzimă, adăugarea mai multor enzime va crește viteza de reacție. În schimb, dacă există multă enzimă și nu prea mult substrat, adăugarea de substrat va crește viteza de reacție. Cu toate acestea, adăugarea mai multor substrat atunci când există mult substrat și nu există multă enzimă (sau adăugarea mai multor enzime în situația opusă) nu va crește viteza de reacție.
Ratele de reacție mai rapide
Viteza reală a unei reacții catalizate de enzime nu se schimbă. Adică, timpul de la legarea substratului până la eliberarea produsului este același pentru fiecare tip particular de enzimă. Când se vorbește despre accelerarea acțiunii unei enzime, înseamnă creșterea numărului de enzime care participă activ la reacțiile chimice, astfel încât numărul total de reacții să crească.
De exemplu, dacă nu este suficient zinc pentru a se potrivi cu toate tipurile specifice de enzime de procesare a ADN-ului dintr-o celulă, atunci adăugarea mai multor zinc va crește viteza de reacție, făcând posibilă activarea mai multor enzime.
La fel și cu adăugarea mai multor substrat sau a mai multor enzime: acțiunea se accelerează, permițând mai multor enzime să catalizeze reacțiile chimice, nu accelerând o anumită enzimă.
