Indhold
Moderne videnskab har opdaget, at mange vigtige biologiske processer ville være umulige uden enzymer. Livet på jorden afhænger af biokemiske reaktioner, der kun kan forekomme i en passende hastighed, når de katalyseres af enzymer. Men enzymatiske reaktioner kan stadig forekomme for langsomt, hvis koncentrationen af enzymer i et reaktivt system er lav.
Accelererede reaktioner
Enzymer hjælper kemiske reaktioner ved at få molekyler til at interagere på en måde, der reducerer den mængde energi, der er nødvendig for at starte en reaktion. Denne energi, kendt som aktiveringsenergi, leveres af miljøet. F.eks. Kan den omgivende termiske energi, der er forbundet med en omgivelsestemperatur, bruges som aktiveringsenergi. Hastigheden af kemiske reaktioner i biologiske miljøer er ofte begrænset af begrænsede mængder omgivelsesenergi, men enzymer overvinder denne begrænsning, fordi de muliggør en mindre mængde energi til at aktivere flere reaktioner.
Et enzym, en reaktion
I de fleste situationer har faldende enzymkoncentration en direkte indflydelse på enzymaktiviteten, fordi hvert enzymmolekyle kun er i stand til at katalysere en reaktion ad gangen. Molekylet, som et enzym binder til, kaldes et substrat. Generelt binder et enzym sig til et substrat for at sænke aktiveringsenergien til en kemisk reaktion. Hvis alle enzymer i et system er bundet til substrater, skal yderligere substratmolekyler vente på, at et enzym bliver tilgængeligt efter afslutningen af en reaktion. Dette betyder, at reaktionshastigheden vil falde, når enzymkoncentrationen falder.
Et en-til-en-forhold
I de fleste biologiske miljøer er koncentrationen af enzymer lavere end koncentrationen af substrater. Så længe dette er sandt, er forholdet mellem enzymkoncentration og enzymaktivitet direkte proportional. På en graf, der viser reaktionshastighed versus enzymkoncentration, ser dette direkte proportionelle forhold ud som en lige linje med en hældning på en. Med andre ord øger et yderligere enzym hastigheden med en reaktion pr. Tidsenhed, og et fjernet enzym reducerer hastigheden med en reaktion pr. Tidsenhed.
Enzymer uden underlag
En undtagelse fra det direkte proportionelle forhold er, at faldende enzymkoncentration ikke vil føre til nedsat enzymaktivitet, hvis substratkoncentrationen er lavere end enzymkoncentrationen. I denne situation har de fjernede enzymer ingen virkning, fordi systemet stadig har tilstrækkelige enzymer til at binde til alle tilgængelige underlag. En graf over enzymaktivitet versus enzymkoncentration vil således til sidst udjævnes i en flad linje, når enzymkoncentrationen stiger til et niveau, der ligner substratkoncentrationen.