Lukko vs avain vs indusoitu sovitus
Entsyymit tunnetaan biologisina katalysaattoreina, joita käytetään melkein kaikissa solureaktioissa eliöissä. Ne voivat lisätä biokemiallisen reaktion nopeutta ilman, että reaktio muuttaa itse entsyymiä. Uudelleenkäytettävyytensä vuoksi jopa pieni entsyymipitoisuus voi olla erittäin tehokas. Kaikki entsyymit ovat proteiineja ja pallomaisia. Kuten kaikki muut katalyytit, nämä biologiset katalyytit eivät kuitenkaan muuta tuotteiden lopullista määrää, eivätkä ne voi saada aikaan reaktioita. Toisin kuin muut normaalit katalyytit, entsyymit katalysoivat vain yhden tyyppisen palautuvan reaktion, niin kutsutun reaktiokohtaisen. Koska entsyymit ovat proteiineja; ne voivat toimia tietyllä lämpötila-, paine- ja pH-alueella. Suurin osa entsyymeistä katalysoi reaktioita tekemällä sarjan entsyymi-substraattikomplekseja. Näissä komplekseissasubstraatti sitoutuu tiukimmin entsyymeihin, jotka vastaavat siirtymätilaa. Tässä tilassa on pienin energia; siten se on vakaampi kuin katalysoimattoman reaktion siirtymätila. Tämän seurauksena entsyymi vähentää biologisen reaktion aktivointienergiaa, jota se katalysoi. Kahta pääteoriaa käytetään selittämään, kuinka entsyymisubstraattikompleksit muodostuvat. Ne ovat lukko ja avain -teoria ja indusoidun sovituksen teoria.
Lukko ja avain -malli
Entsyymeillä on erittäin tarkka muoto, johon sisältyy halkeama tai tasku, jota kutsutaan aktiivisiksi paikoiksi. Tässä teoriassa substraatti sopii aktiiviseen kohtaan kuin avain lukkoon. Pääasiassa ionisidokset ja vetysidokset pitävät substraattia aktiivisissa kohdissa muodostaen entsyymi-substraatti-kompleksin. Kun se on muodostunut, entsyymi katalysoi reaktiota auttamalla substraatin vaihtamisessa joko jakamalla sen erilleen tai vuoraamalla palat yhteen. Tämä teoria riippuu aktiivisten kohtien ja substraatin välisestä kontaktista. Siksi tämä teoria ei välttämättä ole täysin oikea, varsinkin kun substraattimolekyylien satunnainen liike on mukana.
Induced-Fit-malli
Tässä teoriassa aktiivinen kohta muuttaa muotoaan substraattimolekyylin muodostamiseksi. Kun entsyymi on sitoutunut tiettyyn substraattiin, se saavuttaa tehokkaimman muodon. Siksi substraatti vaikuttaa entsyymin muotoon, kuten käsineen muoto, johon sitä käyttävä käsi vaikuttaa. Sitten entsyymimolekyyli vääristää vuorostaan substraattimolekyyliä, kiristämällä sidoksia ja tekee substraatista vähemmän vakaan, mikä alentaa reaktion aktivointienergiaa. Koska aktivointienergia on vähäistä, reaktio tapahtuu suurella nopeudella tuotteiden muodostamiseksi. Kun tuotteet ovat vapautuneet, entsyymin aktivointikohta palaa sitten alkuperäiseen muotoonsa ja sitoo seuraavan substraattimolekyylin.
Mitä eroa lukitus ja avain- ja indusoidun sovituksen välillä?
• Indusoidun sovituksen teoria on modifioitu versio lukko ja avain -teoriasta.
• Toisin kuin Lock-and-key-teoria, indusoidun sovituksen teoria ei riipu aktiivisen kohdan ja substraatin välisestä tarkasta kontaktista.
• Indusoidun sovituksen teoriassa substraatti vaikuttaa entsyymin muotoon, kun taas Lock-and-key-teoriassa entsyymi vaikuttaa substraatin muotoon.
• Lukko ja avain -teoriassa aktiivisilla kohdilla on tarkka muoto, kun taas indusoidun sovituksen teoriassa aktiivisella kohdalla ei ole aluksi tarkkaa muotoa, mutta myöhemmin paikan muoto muodostetaan substraatin mukaan, mikä menee sitoa.
