Lock vs Key vs Induced Fit
Enzimi su poznati kao biološki katalizatori, koji se koriste u gotovo svakoj staničnoj reakciji u organizmima. Oni mogu povećati brzinu biokemijske reakcije, bez da se enzim sam mijenja reakcijom. Zbog mogućnosti ponovne upotrebe, čak i mala koncentracija enzima može biti vrlo učinkovita. Svi enzimi su proteini i kuglastog su oblika. Međutim, kao i svi ostali katalizatori, ovi biološki katalizatori ne mijenjaju konačnu količinu proizvoda i ne mogu izazvati reakcije. Za razliku od drugog normalnog katalizatora, enzimi kataliziraju samo jednu vrstu reverzibilne reakcije, takozvane reakcije specifične. S obzirom da su enzimi proteini; mogu raditi unutar određenog raspona temperature, tlaka i pH. Većina enzima katalizira reakcije stvarajući niz "kompleksa enzima i supstrata". U tim kompleksima,supstrat se najčvršće veže za enzime koji odgovaraju prijelaznom stanju. Ovo stanje ima najnižu energiju; stoga je stabilniji od prijelaznog stanja nekatalizirane reakcije. Posljedično, enzim smanjuje energiju aktivacije biološke reakcije koju katalizira. Dvije glavne teorije koriste se za objašnjenje kako nastaju kompleksi enzima i supstrata. Oni su teorija zaključavanja i ključa i teorija induciranog uklapanja.
Model zaključavanja i ključa
Enzimi imaju vrlo precizan oblik, koji uključuje rascjep ili džep zvan aktivna mjesta. U ovoj teoriji, podloga se uklapa u aktivno mjesto poput ključa u bravu. Uglavnom ionske veze i vodikove veze drže supstrat na aktivnim mjestima da tvore kompleks enzim-supstrat. Jednom kad se formira, enzim katalizira reakciju pomažući u promjeni supstrata, razdvajajući ga ili obloživši dijelove. Ova teorija ovisi o preciznom kontaktu između aktivnih mjesta i podloge. Stoga ova teorija možda nije potpuno točna, pogotovo kada je uključeno slučajno kretanje molekula supstrata.
Model s induciranim uklapanjem
U ovoj teoriji aktivno mjesto mijenja svoj oblik kako bi zaokružilo molekulu supstrata. Enzim nakon vezivanja s određenim supstratom poprima svoj najučinkovitiji oblik. Prema tome, na oblik enzima utječe supstrat poput oblika rukavice na koju utječe ruka koja ga nosi. Tada molekula enzima zauzvrat iskrivljuje molekulu supstrata, naprezavajući veze i čini supstrat manje stabilnim, što smanjuje energiju aktivacije reakcije. Budući da je energija aktivacije mala, reakcija se odvija velikom brzinom tvoreći proizvode. Nakon oslobađanja proizvoda, mjesto aktiviranja enzima vraća se u svoj izvorni oblik i veže sljedeću molekulu supstrata.
Koja je razlika između Lock-and-Key i Induced-Fit?
• Teorija inducirane prikladnosti modificirana je verzija teorije zaključavanja i ključa.
• Za razliku od teorije zaključavanja i ključa, teorija induciranog prilagođavanja ne ovisi o točnom kontaktu između aktivnog mjesta i podloge.
• U teoriji inducirane pogodnosti, na oblik enzima utječe supstrat, dok u teoriji Lock-and-key enzim utječe na oblik supstrata.
• U teoriji zaključavanja i ključa, aktivna mjesta imaju precizan oblik, dok u teoriji Induced-fit aktivna mjesta u početku nemaju precizan oblik, ali kasnije se oblik mjesta formira prema podlozi koja će vezati.
