Erinevus luku ja võtme vahel ning indutseeritud sobivus

Lukk vs võti vs indutseeritud sobivus

Ensüüme tuntakse bioloogiliste katalüsaatoritena, mida organismides kasutatakse peaaegu igas rakulises reaktsioonis. Need võivad suurendada biokeemilise reaktsiooni kiirust, ilma et ensüüm muutuks reaktsioonil ise. Korduvkasutatavuse tõttu võib isegi ensüümi väike kontsentratsioon olla väga efektiivne. Kõik ensüümid on valgud ja globaalse kujuga. Kuid nagu kõik muud katalüsaatorid, ei muuda need bioloogilised katalüsaatorid toodete lõplikku kogust ja need ei saa põhjustada reaktsioonide toimumist. Erinevalt teisest tavalisest katalüsaatorist katalüüsivad ensüümid ainult ühte tüüpi pöörduvat reaktsiooni, nn reaktsioonispetsiifilist. Kuna ensüümid on valgud; nad võivad töötada teatud temperatuuri, rõhu ja pH vahemikus. Enamik ensüüme katalüüsib reaktsioone, luues rea ensüümi-substraadi komplekse. Nendes kompleksides seondub substraat kõige tihedamalt ensüümidega, mis vastavad ülemineku olekule. Selles olekus on kõige vähem energiat; seega on see stabiilsem kui katalüüsimata reaktsiooni üleminekuolek. Järelikult vähendab ensüüm bioloogilise reaktsiooni aktiveerimise energiat, mida see katalüüsib. Ensüümi-substraadi komplekside moodustamise selgitamiseks kasutatakse kahte peamist teooriat. Need on lukustuse ja võtme teooria ning indutseeritud sobivuse teooria.

Lukustatav mudel

Ensüümidel on väga täpne kuju, mis hõlmab lõhki või taskut, mida nimetatakse aktiivseteks saitideks. Selles teoorias sobib substraat aktiivseks saidiks nagu võti lukku. Ensüümi-substraadi kompleksi moodustamiseks hoiavad substraati aktiivsetes kohtades peamiselt ioonilised ja vesiniksidemed. Kui see on moodustunud, katalüüsib ensüüm reaktsiooni, aidates substraati muuta, kas siis poolitada või vooderdada tükid omavahel. See teooria sõltub aktiivsete saitide ja substraadi täpsest kontaktist. Seetõttu ei pruugi see teooria olla täiesti õige, eriti kui tegemist on substraadimolekulide juhusliku liikumisega.

Indutseeritud sobivusmudel

Selles teoorias muudab aktiivne sait oma kuju substraadi molekuli ümbritsemiseks. Pärast kindla substraadiga seondumist omandab ensüüm kõige tõhusama kuju. Seetõttu mõjutab substraat ensüümi kuju nagu kinda kuju, mida mõjutab seda kandev käsi. Seejärel omakorda moonutab ensüümimolekul substraadi molekuli, pingutades sidemeid ja muudab substraadi vähem stabiilseks, vähendades seega reaktsiooni aktiveerimisenergiat. Kuna aktiveerimise energia on madal, toimub reaktsioon produktide moodustumisel suure kiirusega. Pärast toodete vabastamist taastub ensüümi aktiveerimissaidi algne kuju ja seob järgmise substraadi molekuli.

Mis vahe on lukustus-ja-võtme- ja indutseeritud-sobivad?

• Indutseeritud sobivuse teooria on lukustuse ja võtme teooria modifitseeritud versioon.

• Erinevalt lukustuse ja võtme teooriast ei sõltu indutseeritud sobivuse teooria aktiivse saidi ja substraadi vahelisest täpsest kontaktist.

• Indutseeritud sobivuse teooria korral mõjutab substraat ensüümi kuju, samas kui Lock-and-key teooria korral mõjutab substraadi kuju ensüüm.

• Lukusta ja võtme teoorias on aktiivsetel aladel täpne kuju, samas kui indutseeritud sobivuse teoorias pole aktiivsel saidil algul täpset kuju, kuid hiljem moodustatakse saidi kuju vastavalt põhimikule, mis hakkab siduda.