Kilit vs Anahtar vs İndüklenmiş Uyum
Enzimler, organizmalarda hemen hemen her hücresel reaksiyonda kullanılan biyolojik katalizörler olarak bilinir. Enzimin kendisi reaksiyon tarafından değiştirilmeden biyokimyasal reaksiyonun hızını artırabilirler. Yeniden kullanılabilirliği nedeniyle, küçük bir enzim konsantrasyonu bile çok etkili olabilir. Tüm enzimler proteindir ve şekil olarak küreseldir. Ancak diğer tüm katalizörler gibi bu biyolojik katalizörler de ürünlerin nihai miktarını değiştirmezler ve reaksiyonların oluşmasını sağlayamazlar. Diğer normal katalizörden farklı olarak, enzimler, reaksiyona özgü olarak adlandırılan yalnızca bir tür tersinir reaksiyonu katalize eder. Enzimler protein olduklarından; belirli bir sıcaklık, basınç ve pH aralığında çalışabilirler. Çoğu enzim, bir dizi 'enzim-substrat kompleksi' yaparak reaksiyonları katalize eder. Bu komplekslerde, substrat, geçiş durumuna karşılık gelen enzimlere en sıkı şekilde bağlanır. Bu durum en düşük enerjiye sahiptir; dolayısıyla katalizlenmemiş bir reaksiyonun geçiş durumundan daha kararlıdır. Sonuç olarak, bir enzim katalize ettiği biyolojik reaksiyonun aktivasyon enerjisini az altır. Enzim-substrat komplekslerinin nasıl oluştuğunu açıklamak için iki ana teori kullanılır. Bunlar kilit ve anahtar teorisi ve uyarılmış uyum teorisidir.
Kilit ve Anahtar Modeli
Enzimler, aktif siteler adı verilen bir yarık veya cep içeren çok kesin bir şekle sahiptir. Bu teoride, substrat, bir anahtarın bir kilide oturması gibi aktif bir bölgeye sığar. Esas olarak iyonik bağlar ve hidrojen bağları, enzim-substrat kompleksini oluşturmak için substratı aktif bölgelerde tutar. Bir kez oluştuktan sonra, enzim, substratı değiştirmeye yardımcı olarak, ya parçalayarak ya da parçaları bir araya getirerek reaksiyonu katalize eder. Bu teori, aktif bölgeler ve substrat arasında yapılan kesin temasa bağlıdır. Bu nedenle, özellikle substrat moleküllerinin rastgele hareketi söz konusu olduğunda, bu teori tamamen doğru olmayabilir.
İndüklenmiş Model
Bu teoride, aktif bölge bir substrat molekülünü sarmak için şeklini değiştirir. Enzim, belirli bir substratla bağlandıktan sonra en etkili şeklini alır. Bu nedenle, enzimin şekli, onu giyen elden etkilenen bir eldivenin şekli gibi substrattan etkilenir. Daha sonra enzim molekülü, substrat molekülünü bozar, bağları gerer ve substratı daha az kararlı hale getirir, böylece reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürür. Aktivasyon enerjisi düşük olduğundan reaksiyon, ürünleri oluşturan büyük bir hızda gerçekleşir. Ürünler serbest bırakıldıktan sonra, enzimin aktivasyon bölgesi orijinal şekline döner ve bir sonraki substrat molekülünü bağlar.
Kilitle-ve-Key ile Induced-Fit arasındaki fark nedir?
• İndüklenmiş uyum teorisi, kilit ve anahtar teorisinin değiştirilmiş bir versiyonudur.
• Kilit ve anahtar teorisinden farklı olarak, uyarılmış uyum teorisi, aktif bölge ile alt tabaka arasında yapılan kesin temasa bağlı değildir.
• Induced-fit teorisinde, enzim şekli substrattan etkilenirken Lock-and-key teorisinde substrat şekli enzimden etkilenir.
• Kilit-ve-anahtar teorisinde, aktif bölgelerin kesin şekli vardır, oysa Induced-fit teorisinde aktif bölge başlangıçta kesin bir şekle sahip değildir, ancak daha sonra site şekli alt tabakaya göre oluşturulur, bu bağlayacak.
