Lukitus vs. avain vs. istuvuus
Entsyymit tunnetaan biologisina katalyytteinä, joita käytetään lähes kaikissa solureaktioissa eliöissä. Ne voivat lisätä biokemiallisen reaktion nopeutta ilman, että reaktio muuttaa itse entsyymiä. Uudelleenkäytettävyyden ansiosta pienikin entsyymipitoisuus voi olla erittäin tehokas. Kaikki entsyymit ovat proteiineja ja muodoltaan pallomaisia. Kuitenkaan, kuten kaikki muut katalyytit, nämä biologiset katalyytit eivät muuta lopullista tuotteiden määrää, eivätkä ne voi saada aikaan reaktioita. Toisin kuin muut normaalit katalysaattorit, entsyymit katalysoivat vain yhden tyyppistä palautuvaa reaktiota, niin kutsuttua reaktiokohtaista. Koska entsyymit ovat proteiineja; ne voivat toimia tietyllä lämpötila-, paine- ja pH-alueella. Useimmat entsyymit katalysoivat reaktioita muodostamalla sarjan "entsyymi-substraattikomplekseja". Näissä komplekseissa substraatti sitoutuu tiukimmin entsyymeihin, jotka vastaavat siirtymätilaa. Tällä tilassa on alhaisin energia; siksi se on stabiilimpi kuin katalysoimattoman reaktion siirtymätila. Tämän seurauksena entsyymi vähentää biologisen reaktion aktivaatioenergiaa, jota se katalysoi. Entsyymi-substraattikompleksien muodostumisen selittämiseen käytetään kahta pääteoriaa. Ne ovat lukko-ja-avain-teoria ja indusoidun sovituksen teoria.
Lukko-ja-avainmalli
Entsyymeillä on erittäin tarkka muoto, joka sisältää halkeaman tai taskun, jota kutsutaan aktiivisiksi kohdiksi. Tässä teoriassa substraatti sopii aktiiviseen kohtaan kuten avain lukkoon. Pääasiassa ionisidokset ja vetysidokset pitävät substraattia aktiivisissa kohdissa muodostaen entsyymi-substraattikompleksin. Kun se on muodostunut, entsyymi katalysoi reaktiota auttamalla vaihtamaan substraattia joko jakamalla sen erilleen tai vuoraamalla paloja yhteen. Tämä teoria riippuu tarkasta kosketuksesta aktiivisten kohtien ja substraatin välillä. Siksi tämä teoria ei ehkä ole täysin oikea, varsinkin kun kyseessä on substraattimolekyylien satunnainen liike.
Induced-Fit-malli
Tässä teoriassa aktiivinen kohta muuttaa muotoaan kietotakseen substraattimolekyylin. Tiettyyn substraattiin sitoutumisen jälkeen entsyymi ottaa tehokkaimman muotonsa. Siksi substraatti vaikuttaa entsyymin muotoon, kuten käsineen muoto, johon sitä käyttävä käsi vaikuttaa. Sitten entsyymimolekyyli vuorostaan vääristää substraattimolekyyliä rasittaen sidoksia ja tekee substraatista vähemmän stabiilia, mikä alentaa reaktion aktivaatioenergiaa. Koska aktivointienergia on alhainen, reaktio tapahtuu suurella nopeudella muodostaen tuotteita. Kun tuotteet ovat vapautuneet, entsyymin aktivaatiokohta palaa alkuperäiseen muotoonsa ja sitoo seuraavan substraattimolekyylin.
Mitä eroa on lukituksella ja indusoidulla sovituksella?
• Indusoidun sovituksen teoria on muunneltu versio lukko-avain -teoriasta.
• Toisin kuin Lukitse ja avain -teoria, indusoidun sovituksen teoria ei riipu tarkasta kosketuksesta aktiivisen kohdan ja substraatin välillä.
• Indusoidun sovituksen teoriassa substraatti vaikuttaa entsyymin muotoon, kun taas lukitus- ja avain -teoriassa entsyymi vaikuttaa substraatin muotoon.
• Lukko-ja-avain -teoriassa aktiivisilla paikoilla on tarkka muoto, kun taas indusoidun sovituksen teoriassa aktiivisella paikalla ei aluksi ole tarkkaa muotoa, mutta myöhemmin alueen muoto muodostuu alustan mukaan., joka tulee sitomaan.
