Põhiline erinevus vabade ja immobiliseeritud ensüümide vahel on see, et vabad ensüümid on ensüümid, mis ei ole seotud ühegi substraadiga, samas kui immobiliseeritud ensüümid ei saa liikuda ühest kohast teise.
Mõnede oluliste funktsioonide jaoks meie kehas, nagu seedimine, hingamine ja eritumine, vajame kemikaale, mis võivad protsessi kiirendada. Neid kemikaale nimetatakse ensüümideks. Need ensüümid mängivad olulist rolli kõigis elusolendites ja juhivad seega kõiki bioloogilisi protsesse.
Ensüümid on valgud. Neil on katalüütiline võime. Tavaliselt viivad rakusisesed metaboolsed protsessid läbi ensüümide abil. Mõnikord on teatud protsessi jaoks vaja ensüüme. Katalüütilises protsessis nimetatakse substraadiks ainet, millel ensüüm toimib. Ensüüm võib muuta substraadi üheks või mitmeks muuks aineks, mida nimetatakse toodeteks.
Mis on vabad ensüümid?
Vabad ensüümid on ensüümid, mis ei ole seotud ühegi substraadi molekuliga. Katalüütiline reaktsioon, mis hõlmab ensüümi, kulgeb ensüümi seondumise kaudu substraadiga. Ensüümil on aktiivne sait, mis võimaldab substraadil sellega seonduda. Seetõttu sõltub katalüüs peamiselt aktiivses kohas paiknevate aminohapete kõrvalahelate aktiivsusest. Ensüüm-substraadi kompleksi nimetatakse katalüüsireaktsiooni vaheproduktiks.
Joonis 1: glükosidaasi ensüümi pilt
Veelgi olulisem on see, et substraadil peaks olema ensüümi aktiivse saidiga sobiv kuju; vastasel juhul see ei seo. Seetõttu on substraadil spetsiifiline struktuur, mis võimaldab neil sobituda teatud ensüümiga. Kui ensüüm annab substraadile pinna, millega seonduda, väheneb reaktsiooni aktiveerimisenergia. Pärast substraadi sidumist moodustab see vaheprodukti ja seda vaheprodukti valmistamise etappi nimetatakse üleminekuolekuks. Selles etapis toimub sidemete katkemine ja sidemete moodustumine, kus substraadi keemiline struktuur muutub, samal ajal kui ensüümi struktuur jääb konstantseks. Pärast toodete moodustumist on nendel toodetel kuju, mis ei sobi ensüümi aktiivsesse kohta ja seetõttu vabanevad tooted ensüümist. Seejärel saame jälgida vaba ensüümi, mis võib uuesti seostuda teiste substraatidega, et saada sarnaseid tooteid. Samamoodi jätkub katalüütiline tsükkel.
Mis on immobiliseeritud ensüümid?
Immobiliseeritud ensüümid on ensüümid, mis on seotud inertse materjaliga. Need ensüümid ei saa liikuda ühest kohast teise. Tavaliselt on materjal, millega ensüüm on seotud, inertne ja lahustumatu, nt. k altsiumalginaat, mis on toodetud naatriumalginaadi lahuse ja ensüümilahuse segust k altsiumkloriidi juuresolekul. Ensüümi immobiliseerimine võib suurendada vastupidavust pH muutustele ja temperatuurimuutustele. Samuti võimaldab see ensüümi kinnitada ühte kohta kuni reaktsiooni lõpuni. Seetõttu saame ensüümi toodetest kergesti eraldada, et neid reaktsioonis uuesti kasutada.
Imobiliseeritud ensüüme kasutatakse kaubanduses palju, kuna need on mugavad (reaktsiooni läbiviimiseks piisab väikesest kogusest ensüümist), ökonoomsusest (biokatalüsaatorit on lihtne ringlusse võtta) ja stabiilsuse tõttu (tavaliselt on seda tüüpi ensüümidel suurepärane termiline ja tööstabiilsus kui vaba ensüüm).
Joonis 02: Alginaatgeel ensüümide immobiliseerimiseks
Ensüümi immobiliseerimiseks saame kasutada erinevaid meetodeid, mis hõlmavad afiinsusmärgise sidumist, adsorptsiooni klaasile, alginaathelmestele või maatriksile, kinnistamist, ristsidumise meetodit, kovalentset sidumist jne.
Mis vahe on vabadel ja immobiliseeritud ensüümidel?
Vabad ja immobiliseeritud ensüümid on ensüümide kaks erinevat faasi. Peamine erinevus vabade ja immobiliseeritud ensüümide vahel on see, et vabad ensüümid on ensüümid, mis ei ole seotud ühegi substraadiga, samas kui immobiliseeritud ensüümid ei saa liikuda ühest kohast teise.
Allpool olev tabel loetleb rohkem erinevusi vabade ja immobiliseeritud ensüümide vahel.
Kokkuvõte – vabad vs immobiliseeritud ensüümid
Ensüümid on valgud. On mitmeid erinevaid ensüüme, mis on bioloogilistes protsessides kasulikud. Ensüüm seostub substraadiga, et saada tooteid. Kui substraat ei ole seotud, on ensüüm "vabas" olekus. Lisaks saame ensüümi kaubanduslikel eesmärkidel immobiliseerida. Peamine erinevus vabade ja immobiliseeritud ensüümide vahel on see, et vabad ensüümid on ensüümid, mis ei ole seotud ühegi substraadiga, samas kui immobiliseeritud ensüümid ei saa liikuda ühest kohast teise.
