Var och en av kroppens biljoner celler beror på tusentals kemiska reaktioner. De kemiska reaktionerna som äger rum inuti din kropp kan ske i ett provrör, men de skulle hända mycket långsammare - för långsamt för att stödja aktiviteterna i en levande organism.
Enzymer är proteiner i levande organismer som hjälper kemiska reaktioner. Deras förmåga att fungera och hur snabbt de arbetar påverkas av flera faktorer. Några av dessa faktorer är andra kemikalier.
Hur enzymer fungerar
Kemiska reaktioner involverar brytning och bildning av bindningar mellan atomer. Att bryta bindningarna för de ursprungliga kemikalierna - reaktanterna - tar energi. Det kallas aktiveringsenergin. Enzymer är proteiner som tar tag i reaktanterna och orienterar dem på ett sådant sätt att aktiveringsenergin blir lägre. Reaktanterna kallas också substrat.
Ett enzym verkar för att binda substrat på specifika platser som kallas aktiva platser. Aktiva platser är utformade på ett sätt som låter dem hänga fast vid specifika substrat. Det bundna enzym-substratkomplexet gör det lättare för reaktanter att bryta sina bindningar och bilda nya i produkten.
Sedan frigörs produkten från enzymet.
Kemikalier som hjälper kemiska reaktioner: kofaktorer
Formen på den aktiva platsen är det som gör att enzymer kan fungera. Om det aktiva stället är förvrängt kommer inte substratet att binda och reaktionen kommer inte att underlättas. Vissa enzymer kräver typer av kemikalier som kallas kofaktorer för att anta rätt form.
Kofaktorer kan ha formen av oorganiska atomer eller organiska molekyler. Exempel på medfaktorer inkluderar en joniserad zinkatom - en som har förlorat ett par elektroner - som är nödvändig i enzymet alkoholdehydrogenas, som används för att metabolisera alkohol.
Molekylen nikotinamidadenindinukleotid är en vanlig organisk molekylär kofaktor och kallas också en koenzym. Det deltar ofta i reaktioner som kräver överföring av väteatomer eller joner. Koenzymer och oorganiska kofaktorer kan vara nödvändiga för att ett enzym ska fungera, och om det inte finns tillräckligt med dem kommer den totala reaktionshastigheten att vara långsam.
Kemikalier som hjälper kemiska reaktioner: substrat
Varje enzym har en specifik funktion. Ett enzym som delar upp en fruktosmolekyl i två delar kan inte användas för att frigöra syre från röda blodceller. För att en reaktion ska ske måste både enzymet och substratet vara närvarande. Reaktionshastigheten kan begränsas av brist på antingen enzym eller substrat.
Sagt på annat sätt, om det finns mycket substrat i en cell och inte mycket enzym, kommer tillsats av mer enzym att öka reaktionshastigheten. Omvänt, om det finns mycket enzym och inte mycket substrat ökar reaktionshastigheten genom att lägga till substrat. Att lägga till mer substrat när det finns mycket substrat och inte mycket enzym (eller tillsätta mer enzym i motsatt situation) kommer dock inte att öka reaktionshastigheten.
Snabbare reaktionshastigheter
Den faktiska hastigheten för en enzymkatalyserad reaktion förändras inte. Det vill säga att tiden från bindning av substratet till frisättning av produkten är densamma för varje speciell typ av enzym. När man pratar om att påskynda verkan av ett enzym betyder man att öka antalet enzymer som aktivt deltar i kemiska reaktioner så att det totala antalet reaktioner ökar.
Till exempel om det inte räcker zink för att matcha med alla en specifik typ av DNA-bearbetande enzym i en cell, då tillsätter mer zink kommer att öka reaktionshastigheten genom att göra det möjligt för fler enzymer att vara aktiva.
Samma sak när man tillsätter mer substrat eller mer enzym: Åtgärden påskyndas genom att fler enzymer kan katalysera kemiska reaktioner, inte genom att påskynda ett visst enzym.