Sadržaj
Moderna znanost otkrila je da bi mnogi bitni biološki procesi bili nemogući bez enzima. Život na Zemlji ovisi o biokemijskim reakcijama koje se mogu dogoditi odgovarajućom brzinom samo kad ih kataliziraju enzimi. Ali enzimske reakcije i dalje se mogu odvijati prelako ako je koncentracija enzima u reaktivnom sustavu niska.
Ubrzane reakcije
Enzimi pomažu kemijskim reakcijama uzrokujući interakciju molekula na način koji smanjuje količinu energije potrebne za pokretanje reakcije. Tu energiju, poznatu i kao aktivacijska energija, opskrbljuje okoliš. Na primjer, toplinska energija okoline povezana s temperaturom okoline može se koristiti kao energija aktiviranja. Brzina kemijskih reakcija u biološkom okruženju često je ograničena ograničenom količinom energije okoliša, ali enzimi prevladavaju to ograničenje jer omogućuju manju količinu energije da aktivira više reakcija.
Jedan enzim, jedna reakcija
U većini situacija, smanjenje koncentracije enzima ima izravan utjecaj na aktivnost enzima jer je svaka molekula enzima u stanju katalizirati samo jednu reakciju. Molekula na koju se enzim veže naziva se supstrat. Općenito, jedan se enzim veže na jedan supstrat kako bi se smanjila energija aktivacije za jednu kemijsku reakciju. Ako su svi enzimi u sustavu vezani za supstrate, dodatne molekule supstrata moraju pričekati da enzim postane dostupan nakon završetka reakcije. To znači da će se brzina reakcija smanjivati kako se koncentracija enzima smanjuje.
Odnos jedan na jedan
U većini bioloških okoliša koncentracija enzima je niža od koncentracije supstrata. Sve dok je to istina, odnos između koncentracije enzima i aktivnosti enzima izravno je proporcionalan. Na grafu koji prikazuje brzinu reakcije prema koncentraciji enzima, ovaj izravno proporcionalan odnos izgleda kao ravna linija s nagibom od jedan. Drugim riječima, jedan dodatni enzim povećava brzinu za jednu reakciju po jedinici vremena, a jedan uklonjeni enzim smanjuje brzinu za jednu reakciju po jedinici vremena.
Enzimi bez supstrata
Iznimka od izravno proporcionalnog odnosa je da smanjenje koncentracije enzima neće dovesti do smanjene aktivnosti enzima ako je koncentracija supstrata niža od koncentracije enzima. U ovoj situaciji uklonjeni enzimi nemaju učinka, jer sustav i dalje ima dovoljno enzima da se veže sa svim raspoloživim supstratima. Dakle, graf aktivnosti enzima u odnosu na koncentraciju enzima na kraju će se izravnati u ravnu liniju jer se koncentracija enzima povećava na razinu sličnu koncentraciji supstrata.