Inhoud
- Hoe enzymen werken
- Chemicaliën die chemische reacties helpen: co-factoren
- Chemicaliën die chemische reacties helpen: substraten
- Snellere reactietarieven
Elk van je lichaam triljoenen cellen hangt af van duizenden chemische reacties. De chemische reacties die plaatsvinden in je lichaam kunnen plaatsvinden in een reageerbuis, maar ze gebeuren veel langzamer - te langzaam om de activiteiten van een levend organisme te ondersteunen.
Enzymen zijn eiwitten in levende organismen die chemische reacties helpen. Hun vermogen om te functioneren en de snelheid waarmee ze werken worden beïnvloed door verschillende factoren. Sommige van die factoren zijn andere chemicaliën.
Hoe enzymen werken
Chemische reacties omvatten het verbreken en vormen van bindingen tussen atomen. Het verbreken van de bindingen van de oorspronkelijke chemicaliën - de reactanten - kost energie. Dat heet de activeringsenergie. Enzymen zijn eiwitten die de reactanten vasthouden en zodanig oriënteren dat de activeringsenergie lager is. De reactanten worden ook substraten genoemd.
Een enzym werkt om substraten te binden op specifieke locaties die actieve locaties worden genoemd. Actieve sites zijn zo gevormd dat ze aan specifieke substraten kunnen vastklikken. Het gebonden enzym-substraatcomplex maakt het gemakkelijker voor reactanten om hun bindingen te verbreken en nieuwe in het product te vormen.
Vervolgens wordt het product uit het enzym vrijgegeven.
Chemicaliën die chemische reacties helpen: co-factoren
De vorm van de actieve site zorgt ervoor dat enzymen werken. Als de actieve plaats vervormd is, zal het substraat niet binden en zal de reactie niet worden geholpen. Sommige enzymen vereisen soorten chemicaliën die co-factoren worden genoemd om de juiste vorm aan te nemen.
Co-factoren kunnen de vorm hebben van anorganische atomen of organische moleculen. Voorbeelden van co-factoren zijn een geïoniseerd zinkatoom - een dat een paar elektronen heeft verloren - dat nodig is in het enzym alcohol dehydrogenase, dat wordt gebruikt om alcohol te metaboliseren.
Het molecuul nicotinamide adenine dinucleotide is een veel voorkomende organische moleculaire cofactor en wordt ook een co-enzym genoemd. Het neemt vaak deel aan reacties die de overdracht van waterstofatomen of ionen vereisen. Co-enzymen en anorganische cofactoren kunnen nodig zijn voor een enzym om te werken, en als er niet genoeg van zijn, zal de algehele reactiesnelheid langzaam zijn.
Chemicaliën die chemische reacties helpen: substraten
Elk enzym heeft één specifieke functie. Een enzym dat een fructosemolecuul in twee delen splitst, kan niet worden gebruikt om zuurstof uit rode bloedcellen vrij te maken. Om een reactie te laten plaatsvinden, moeten zowel het enzym als het substraat aanwezig zijn. De reactiesnelheid kan worden beperkt door een tekort aan enzym of substraat.
Anders gezegd, als er veel substraat in een cel zit en niet veel enzym, zal het toevoegen van meer enzym de reactiesnelheid verhogen. Omgekeerd, als er veel enzym is en niet veel substraat, zal het toevoegen van substraat de reactiesnelheid verhogen. Het toevoegen van meer substraat wanneer er veel substraat is en niet veel enzym (of meer enzym toevoegt in de tegenovergestelde situatie) zal de reactiesnelheid echter niet verhogen.
Snellere reactietarieven
De werkelijke snelheid van een enzymgekatalyseerde reactie verandert niet. Dat wil zeggen, de tijd vanaf binding van het substraat tot afgifte van het product is hetzelfde voor elk specifiek type enzym. Wanneer men het heeft over het versnellen van de werking van een enzym, bedoelt men het verhogen van het aantal enzymen die actief deelnemen aan chemische reacties zodat het totale aantal reacties omhoog gaat.
Als er bijvoorbeeld niet genoeg zink is om te matchen met een specifiek type DNA-verwerkend enzym in een cel, dan zal het toevoegen van meer zink de reactiesnelheid verhogen door het mogelijk te maken dat meer enzymen actief zijn.
Hetzelfde met het toevoegen van meer substraat of meer enzym: de actie wordt versneld door meer enzymen chemische reacties te laten katalyseren, niet door een bepaald enzym te versnellen.