Kemi

Introduktion till Kinetics III (Biokatalys)


Enzym-substratkomplexet

Interaktionen mellan enzym och substrat

Det första steget i enzymatisk katalys är bildandet av ett enzym-substratkomplex. I enzymets aktiva ställe finns en nära rumslig association av de reaktiva grupperna av enzymet och substratet. Vätebindningar, Van der Waals-krafter eller kovalenta bindningar bidrar till den tillfälliga stabila bindningen av substratet till enzymet; ett övergångstillstånd bildas. I princip finns det två möjligheter för interaktionen mellan enzym och substrat: den klassiska lås-och-nyckel-principen och den nyare modellen av den inducerade passformen. Lås-och-nyckel-principen illustrerar endast egenskapen hos ett enzyms specificitet. Tekniska undersökningar av molekylstrukturen hos enzym och substrat har dock visat att de dynamiska processerna i bindningen av enzym och substrat mer motsvarar modellen för inducerad passform.

Lås- och nyckelprincipen

Enzymer är mycket specifika med avseende på den katalyserade reaktionen och valet av reaktionsdeltagarna, substraten. Normalt katalyserar ett enzym endast en enstaka kemisk reaktion eller en serie av närbesläktade kemiska reaktioner; sidoreaktioner som kan generera värdelösa biprodukter förekommer inte. Specificiteten för ett enzym för ett substrat är mycket hög och i många fall absolut; substratet passar in i enzymmolekylen som en nyckel i dess lås.

Inducerad passform

När substratet binder till enzymet bildas enzym-substratkomplexet, det första steget i enzymatisk katalys. Substratet binder till enzymmolekylens aktiva centrum. Den katalytiska aktiviteten hos enzymerna och deras reglering beror i första hand på specificiteten för bindningen av substratet till det aktiva stället.

Det aktiva centret är det område där alla kemiska grupper som är involverade i reaktionen som ska katalyseras bringas i rumslig kontakt. I vissa enzymer tar det aktiva stället endast den komplementära formen efter bindning till substratet. Denna process av dynamisk detektering kallas inducerad passform.

Exempel på inducerad passform: enzymet hexokinas.


Video: Liten introduktion till termodynamik (December 2021).