Kako se encimska aktivnost spreminja z zmanjšanjem koncentracije encima

Sodobna znanost je odkrila, da bi bili številni bistveni biološki procesi brez encimov nemogoči. Življenje na Zemlji je odvisno od biokemičnih reakcij, ki se lahko pojavijo z zadostno hitrostjo le, če jih katalizirajo encimi. Toda encimske reakcije se lahko še vedno pojavijo prepočasi, če je koncentracija encimov v reaktivnem sistemu nizka.

Encimi pomagajo kemičnim reakcijam, tako da molekule medsebojno delujejo tako, da zmanjšajo količino energije, potrebne za začetek reakcije. To energijo, znano kot aktivacijska energija, oskrbuje okolje. Na primer, toplotno energijo okolja, povezano s temperaturo okolja, lahko uporabimo kot aktivacijsko energijo. Hitrost kemijskih reakcij v bioloških okoljih je pogosto omejena z omejenimi količinami okolja energijo, vendar encimi to omejitev premagajo, ker omogočajo, da se manjša količina energije aktivira več reakcije.

V večini primerov zniževanje koncentracije encimov neposredno vpliva na encimsko aktivnost, ker je vsaka molekula encima sposobna katalizirati le eno reakcijo hkrati. Molekula, na katero se veže encim, se imenuje substrat. Na splošno se en encim veže na en substrat, da zniža aktivacijsko energijo ene kemijske reakcije. Če so vsi encimi v sistemu vezani na substrate, morajo dodatne molekule substrata počakati, da encim postane na voljo po zaključku reakcije. To pomeni, da se bo hitrost reakcij zmanjšala, ko se bo koncentracija encimov zmanjšala.

V večini bioloških okolij je koncentracija encimov nižja od koncentracije substratov. Dokler je to res, je razmerje med koncentracijo encimov in encimsko aktivnostjo neposredno sorazmerno. Na grafu, ki prikazuje hitrost reakcije v primerjavi s koncentracijo encimov, je to neposredno sorazmerno razmerje videti kot ravna črta z naklonom ena. Z drugimi besedami, en dodaten encim poveča hitrost za eno reakcijo na enoto časa, en odstranjeni encim pa hitrost za eno reakcijo na enoto časa.

Izjema pri sorazmernem razmerju je, da zniževanje koncentracije encimov ne bo vodijo do zmanjšane encimske aktivnosti, če je koncentracija substrata nižja od koncentracije encima. V tem primeru odstranjeni encimi nimajo učinka, ker ima sistem še vedno dovolj encimov, da se lahko vežejo z vsemi razpoložljivimi substrati. Tako se bo graf aktivnosti encimov v primerjavi s koncentracijo encimov sčasoma izravnal v ravno črto, saj se koncentracija encimov poveča na raven, ki je podobna koncentraciji substrata.