Метаболизам се односи на било који хемијски процес који се дешава унутар или између ћелија. Постоје две врсте метаболизма: анаболизам, где се мањи молекули синтетишу да би се створили већи; и катаболизам, где се већи молекули распадају на мање. За почетак већине хемијских реакција у ћелијама потребан је катализатор. Ензими, који су велики молекули протеина који се налазе у телу, пружају савршен катализатор јер могу да промене хемикалије у ћелијама, а да се не промене.
Објашњени метаболизам
Метаболизам је кровни термин који се односи на било који ћелијски процес који укључује хемијску реакцију. Гликолиза је пример катаболичког ћелијског процеса; у овом процесу се глукоза разграђује на пируват. Када се кисеоник и водоник комбинују да би створили воду на крају ланца за транспорт електрона, то је пример анаболичког процеса, где се мањи молекули комбинују да би створили већи молекул.
Ензими као катализатори
Већина хемијских реакција унутар ћелија се не јавља спонтано. Уместо тога, потребан им је катализатор да их започну. У многим случајевима топлота може бити катализатор, али то је неефикасно јер се топлота не може контролисано применити на молекуле. Дакле, већина хемијских реакција захтева интеракцију са ензимом. Ензими се везују за одређене реактанте док се не догоди хемијска реакција, а затим се ослобађају. Сами ензими се не мењају хемијском реакцијом.
Модел закључавања и кључа
Ензими се не везују неселективно за молекуле; уместо тога, сваки ензим је дизајниран да се веже само за одређени молекул, познат као супстрат. На подлози се налази пресавијена група полипептидних ланаца који чине жлеб. Исправан ензим ће имати сличну групу полипептидних ланаца, омогућавајући му да се веже за супстрат. Остали ензими ће садржати полипептидне ланце који се не подударају.
1894. научник Емил Фисцхер назвао је овај модел моделом закључавања, јер се ензим и супстрат међусобно уклапају попут кључа у брави. Према одломку о метаболизму који је објавио Титан Едуцатион, ово није у потпуности тачно јер се неки ензими неравномерно распадају на крају каталитичког процеса.
Пример
Један пример ензима који одговара моделу браве и кључа је сукраза. Сукраза садржи полипептидне ланце који јој омогућавају да се веже за сахарозу. Једном када се сахараза и сахароза вежу, они реагују са водом и сахароза се распада на глукозу и фруктозу. Тада се ензим ослобађа и може се поново користити за разградњу другог молекула сахарозе.
Неуједначен распад
Липаза панкреаса делује као катализатор за разградњу триглицерида. За разлику од сахарозе, триглицериди се не распадају равномерно на два молекула различитих супстанци. Уместо тога, триглицериди се распадају на два моноглицерида и једну масну киселину.
