Užraktas prieš raktą ir sukeltą prigludimą
Fermentai žinomi kaip biologiniai katalizatoriai, kurie naudojami beveik visose organizmų ląstelių reakcijose. Jie gali padidinti biocheminės reakcijos greitį, nepakeisdami paties fermento. Dėl pakartotinio naudojimo, net nedidelė fermento koncentracija gali būti labai veiksminga. Visi fermentai yra b altyminiai ir rutuliškos formos. Tačiau, kaip ir visi kiti katalizatoriai, šie biologiniai katalizatoriai nekeičia galutinio produktų kiekio ir negali sukelti reakcijų. Skirtingai nuo kitų normalių katalizatorių, fermentai katalizuoja tik vieno tipo grįžtamąją reakciją, vadinamą specifine reakcija. Kadangi fermentai yra b altymai; jie gali veikti tam tikroje temperatūros, slėgio ir pH diapazone. Dauguma fermentų katalizuoja reakcijas sudarydami „fermento ir substrato kompleksų“seriją. Šiuose kompleksuose substratas glaudžiausiai jungiasi su fermentais, atitinkančiais pereinamąją būseną. Ši būsena turi mažiausią energiją; vadinasi, jis yra stabilesnis nei nekatalizuotos reakcijos pereinamoji būsena. Dėl to fermentas sumažina biologinės reakcijos aktyvacijos energiją, kurią jis katalizuoja. Dvi pagrindinės teorijos naudojamos paaiškinti, kaip susidaro fermentų ir substratų kompleksai. Tai yra užrakto ir rakto teorija ir indukuoto pritaikymo teorija.
Užrakto ir rakto modelis
Fermentai turi labai tikslią formą, apimančią plyšį arba kišenę, vadinamą aktyviomis vietomis. Pagal šią teoriją substratas telpa į aktyvią vietą kaip raktas į spyną. Daugiausia joniniai ryšiai ir vandenilio ryšiai palaiko substratą aktyviose vietose, kad sudarytų fermento ir substrato kompleksą. Susidaręs fermentas katalizuoja reakciją, padėdamas pakeisti substratą, jį suskaidydamas arba sujungdamas gabalus. Ši teorija priklauso nuo tikslaus kontakto tarp aktyvių vietų ir substrato. Todėl ši teorija gali būti nevisiškai teisinga, ypač kai dalyvauja atsitiktinis substrato molekulių judėjimas.
Induced-Fit Model
Šioje teorijoje aktyvioji vieta keičia savo formą, kad apgaubtų substrato molekulę. Fermentas, susijungęs su tam tikru substratu, įgauna efektyviausią formą. Todėl fermento formą paveikia substratas kaip pirštinės formą, kurią paveikia ranka, kurią dėvi jį. Tada fermento molekulė iškraipo substrato molekulę, įtempdama ryšius, o substratas tampa mažiau stabilus, todėl sumažėja reakcijos aktyvavimo energija. Kadangi aktyvavimo energija yra maža, reakcija vyksta dideliu greičiu formuojant produktus. Kai produktai išsiskiria, fermento aktyvacijos vieta grįžta į pradinę formą ir suriša kitą substrato molekulę.
Kuo skiriasi užraktas ir raktas ir indukuotas pritaikymas?
• Indukuoto pritaikymo teorija yra modifikuota užrakto ir rakto teorijos versija.
• Skirtingai nuo užrakto ir rakto teorijos, indukuoto pritaikymo teorija nepriklauso nuo tikslaus kontakto tarp aktyviosios vietos ir substrato.
• Pagal indukuoto pritaikymo teoriją fermento formą veikia substratas, o pagal užrakinimo teoriją substrato formą veikia fermentas.
• Pagal „Užrakinimo ir rakto“teoriją aktyvių medžiagų vietos turi tikslią formą, o indukuoto pritaikymo teorijoje aktyvioji vieta iš pradžių neturi tikslios formos, tačiau vėliau jos forma susidaro pagal substratą., kuris bus įpareigotas.
