Съдържание
Съвременната наука е открила, че много съществени биологични процеси биха били невъзможни без ензими. Животът на Земята зависи от биохимичните реакции, които могат да възникнат с адекватна скорост, само когато са катализирани от ензими. Но ензимните реакции все още могат да протичат твърде бавно, ако концентрацията на ензимите в реактивната система е ниска.
Ускорени реакции
Ензимите подпомагат химичните реакции, като предизвикват взаимодействие на молекулите по начин, който намалява количеството енергия, необходимо за започване на реакция. Тази енергия, известна като енергия за активиране, се доставя от околната среда. Например, околната топлинна енергия, свързана с температурата на околната среда, може да се използва като енергия на активиране. Скоростта на химичните реакции в биологичната среда често е ограничена от ограничени количества околна енергия, но ензимите преодоляват това ограничение, защото позволяват по-малко количество енергия да активира повече реакции.
Един ензим, една реакция
В повечето ситуации намаляващата концентрация на ензима оказва пряко влияние върху ензимната активност, тъй като всяка ензимна молекула е в състояние да катализира само една реакция наведнъж. Молекулата, към която се свързва ензим, се нарича субстрат. Като цяло един ензим се свързва с един субстрат, за да намали енергията на активиране за една химична реакция. Ако всички ензими в дадена система са свързани към субстратите, допълнителните молекули на субстрата трябва да изчакат ензимът да стане наличен след приключване на реакцията. Това означава, че скоростта на реакциите ще намалее с намаляване на концентрацията на ензима.
Връзка едно към едно
В повечето биологични среди концентрацията на ензимите е по-ниска от концентрацията на субстратите. Доколкото това е вярно, връзката между концентрацията на ензима и активността на ензима е пряко пропорционална. На графика, която показва скоростта на реакция спрямо концентрацията на ензима, тази пряко пропорционална връзка изглежда като права линия с наклон на единица. С други думи, един допълнителен ензим увеличава скоростта с една реакция за единица време, а един отстранен ензим намалява скоростта с една реакция за единица време.
Ензими без субстрати
Изключение от пряко пропорционалната връзка е, че намаляването на концентрацията на ензима няма да доведе до понижена ензимна активност, ако субстратната концентрация е по-ниска от концентрацията на ензима. В тази ситуация отстранените ензими нямат ефект, тъй като системата все още има достатъчно ензими, които да се свързват с всички налични субстрати. По този начин, графика на ензимната активност спрямо концентрацията на ензима в крайна сметка ще се изравни в равна линия, тъй като концентрацията на ензима се увеличава до ниво, подобно на субстратната концентрация.