Lock vs Key vs Induced Fit
Enzimi su poznati kao biološki katalizatori, koji se koriste u gotovo svakoj ćelijskoj reakciji, u organizmima. Oni mogu povećati brzinu biohemijske reakcije, a da se enzim sam ne mijenja reakcijom. Zbog svoje ponovne upotrebe, čak i mala koncentracija enzima može biti vrlo efikasna. Svi enzimi su proteini i loptastog oblika. Međutim, kao i svi drugi katalizatori, ovi biološki katalizatori ne mijenjaju konačnu količinu proizvoda i ne mogu izazvati reakcije. Za razliku od drugih normalnih katalizatora, enzimi katalizuju samo jednu vrstu reverzibilne reakcije, tzv. reakciju specifične. Pošto su enzimi proteini; mogu raditi unutar određenog raspona temperature, tlaka i pH vrijednosti. Većina enzima katalizira reakcije stvaranjem niza 'kompleksa enzim-supstrat'. U ovim kompleksima, supstrat se najčvršće vezuje za enzime koji odgovaraju prelaznom stanju. Ovo stanje ima najnižu energiju; stoga je stabilniji od prelaznog stanja nekatalizirane reakcije. Posljedično, enzim smanjuje energiju aktivacije biološke reakcije koju katalizira. Dvije glavne teorije se koriste da bi se objasnilo kako se formiraju kompleksi enzim-supstrat. To su teorija brave i ključa i teorija induciranog uklapanja.
Model sa zaključavanjem i ključem
Enzimi imaju vrlo precizan oblik, koji uključuje rascjep ili džep koji se naziva aktivna mjesta. U ovoj teoriji, supstrat se uklapa u aktivno mjesto kao ključ u bravu. Uglavnom jonske veze i vodonične veze drže supstrat na aktivnim mjestima kako bi se formirao kompleks enzim-supstrat. Nakon što se formira, enzim katalizira reakciju pomažući u promjeni supstrata, ili ga razdvaja ili spaja dijelove. Ova teorija ovisi o preciznom kontaktu između aktivnih mjesta i supstrata. Stoga ova teorija možda nije potpuno tačna, posebno kada je uključeno nasumično kretanje molekula supstrata.
Induced-Fit Model
U ovoj teoriji, aktivno mjesto mijenja svoj oblik kako bi obavilo molekul supstrata. Enzim, nakon vezivanja sa određenim supstratom, poprima svoj najefikasniji oblik. Dakle, supstrat utiče na oblik enzima kao na oblik rukavice na koju utiče ruka koja ga nosi. Zatim, zauzvrat, molekul enzima iskrivljuje molekulu supstrata, naprezajući veze i čini supstrat manje stabilnim, čime se smanjuje energija aktivacije reakcije. Pošto je energija aktivacije niska, reakcija se odvija velikom brzinom formirajući produkte. Nakon oslobađanja proizvoda, mjesto aktivacije enzima se vraća u prvobitni oblik i vezuje sljedeći molekul supstrata.
Koja je razlika između zaključavanja i ključa i indukovanog uklapanja?
• Teorija indukovanog uklapanja je modificirana verzija teorije brave i ključa.
• Za razliku od teorije brave i ključa, teorija induciranog uklapanja ne ovisi o preciznom kontaktu između aktivnog mjesta i supstrata.
• U teoriji indukovanog uklapanja, na oblik enzima utiče supstrat, dok u teoriji ključ-i-ključ na oblik supstrata utiče enzim.
• U teoriji zaključavanja i ključa, aktivne lokacije imaju precizan oblik, dok u teoriji indukovanog uklapanja, aktivno mjesto u početku nema precizan oblik, ali se kasnije oblik mjesta formira prema podlozi, koji će se vezati.
