Метаболизм относится к любому химическому процессу, происходящему внутри или между клетками. Существует два типа метаболизма: анаболизм, при котором более мелкие молекулы синтезируются в более крупные; и катаболизм, когда более крупные молекулы распадаются на более мелкие. Для запуска большинства химических реакций внутри клеток требуется катализатор. Ферменты, которые представляют собой большие белковые молекулы, присутствующие в организме, являются идеальным катализатором, потому что они могут изменять химические вещества в клетках, не меняя самих себя.
Объяснение метаболизма
Метаболизм - это общий термин, относящийся к любому клеточному процессу, который включает химическую реакцию. Гликолиз - пример катаболического клеточного процесса; в этом процессе глюкоза расщепляется на пируват. Когда кислород и водород объединяются с образованием воды в конце цепи переноса электронов, это пример анаболического процесса, когда меньшие молекулы объединяются, чтобы образовать большую молекулу.
Ферменты как катализаторы
Большинство химических реакций внутри клеток не происходят спонтанно. Вместо этого им нужен катализатор, чтобы они начали. Во многих случаях тепло может быть катализатором, но это неэффективно, потому что тепло не может быть применено к молекулам контролируемым образом. Таким образом, большинство химических реакций требует взаимодействия с ферментом. Ферменты связываются с определенными реагентами до тех пор, пока не произойдет химическая реакция, а затем высвобождаются. Сами ферменты не изменяются химической реакцией.
Модель с замком и ключом
Ферменты не связываются с молекулами без разбора; вместо этого каждый фермент предназначен для связывания только с определенной молекулой, известной как субстрат. На подложке имеется сложенная группа полипептидных цепей, образующих бороздку. Правильный фермент будет иметь аналогичную группу полипептидных цепей, позволяющую ему связываться с субстратом. Другие ферменты будут содержать полипептидные цепи, которые не совпадают.
В 1894 году ученый Эмиль Фишер назвал эту модель моделью «замок и ключ», потому что фермент и субстрат подходят друг к другу, как ключ в замке. Согласно отрывку о метаболизме, опубликованном Titan Education, это не совсем верно, потому что некоторые ферменты распадаются неравномерно в конце каталитического процесса.
Пример
Одним из примеров фермента, подходящего для модели замка и ключа, является сукраза. Сахараза содержит полипептидные цепи, позволяющие ей связываться с сахарозой. Когда сахароза и сахароза связываются, они вступают в реакцию с водой, и сахароза распадается на глюкозу и фруктозу. Затем фермент высвобождается, и его можно повторно использовать для расщепления другой молекулы сахарозы.
Неравномерный разрыв
Липаза поджелудочной железы действует как катализатор расщепления триглицеридов. В отличие от сахарозы, триглицериды не распадаются равномерно на две молекулы разных веществ. Вместо этого триглицериды распадаются на два моноглицерида и одну жирную кислоту.
