Lukk vs võti vs indutseeritud sobivus
Ensüüme tuntakse bioloogiliste katalüsaatoritena, mida kasutatakse peaaegu kõigis organismide rakulistes reaktsioonides. Need võivad suurendada biokeemilise reaktsiooni kiirust, ilma et reaktsioon ensüümi ise muutuks. Tänu korduvkasutatavusele võib isegi väike ensüümi kontsentratsioon olla väga tõhus. Kõik ensüümid on valgud ja kerakujulised. Kuid nagu kõik teised katalüsaatorid, ei muuda need bioloogilised katalüsaatorid toodete lõplikku kogust ega saa põhjustada reaktsioone. Erinev alt teistest tavalistest katalüsaatoritest katalüüsivad ensüümid ainult ühte tüüpi pöörduvaid reaktsioone, nn reaktsioonispetsiifilisi reaktsioone. Kuna ensüümid on valgud; nad võivad töötada teatud temperatuuri, rõhu ja pH vahemikus. Enamik ensüüme katalüüsib reaktsioone, luues rea "ensüüm-substraadi komplekse". Nendes kompleksides seostub substraat kõige tihedam alt ensüümidega, mis vastavad üleminekuolekule. Selles olekus on madalaim energia; seega on see stabiilsem kui katalüüsimata reaktsiooni üleminekuolek. Järelikult vähendab ensüüm bioloogilise reaktsiooni aktiveerimisenergiat, mida see katalüüsib. Ensüüm-substraadi komplekside moodustumise selgitamiseks kasutatakse kahte peamist teooriat. Need on luku ja võtme teooria ja indutseeritud sobivuse teooria.
Lukkumis- ja võtmemudel
Ensüümidel on väga täpne kuju, mis sisaldab lõhet või taskut, mida nimetatakse aktiivseteks saitideks. Selle teooria kohaselt sobib substraat aktiivsesse kohta nagu võti lukku. Peamiselt ioonsidemed ja vesiniksidemed hoiavad substraati aktiivsetes kohtades, moodustades ensüümi-substraadi kompleksi. Kui ensüüm on moodustunud, katalüüsib reaktsiooni, aidates substraati muuta, kas selle osadeks tükeldades või tükid kokku vooderdades. See teooria sõltub aktiivsete saitide ja substraadi vahelisest täpsest kontaktist. Seetõttu ei pruugi see teooria olla täiesti õige, eriti kui tegemist on substraadi molekulide juhusliku liikumisega.
Induced-Fit mudel
Selles teoorias muudab aktiivne sait oma kuju, et ümbritseda substraadi molekuli. Ensüüm võtab pärast teatud substraadiga seondumist kõige tõhusama kuju. Seetõttu mõjutab substraat ensüümi kuju nagu kinda kuju, mida mõjutab seda kandev käsi. Siis omakorda moonutab ensüümi molekul substraadi molekuli, pingutades sidemeid ja muudab substraadi vähem stabiilseks, alandades seega reaktsiooni aktiveerimisenergiat. Kuna aktiveerimisenergia on madal, toimub reaktsioon suure kiirusega, moodustades tooteid. Pärast toodete vabanemist naaseb ensüümi aktiveerimissait oma algsele kujule ja seob järgmise substraadi molekuli.
Mis vahe on luku ja klahvi ja indutseeritud sobivuse vahel?
• Indutseeritud sobivuse teooria on luku ja võtme teooria muudetud versioon.
• Erinev alt luku ja võtme teooriast ei sõltu indutseeritud sobivuse teooria aktiivse saidi ja substraadi vahelisest täpsest kontaktist.
• Indutseeritud sobivuse teoorias mõjutab substraat ensüümi kuju, luku- ja võtmeteoorias aga substraadi kuju ensüüm.
• Lukusta-ja-võtme teoorias on aktiivsete ainete kohtadel täpne kuju, samas kui indutseeritud sobivuse teoorias ei ole aktiivsel saidil algselt täpset kuju, kuid hiljem kujuneb koha kuju vastav alt substraadile., mis hakkab siduma.
