Lock vs Key vs Induced Fit
Enzýmy sú známe ako biologické katalyzátory, ktoré sa v organizmoch používajú takmer pri každej bunkovej reakcii. Môžu zvýšiť rýchlosť biochemickej reakcie bez toho, aby sa enzým sám reakciou zmenil. Vďaka svojej opätovnej použiteľnosti môže byť aj malá koncentrácia enzýmu veľmi efektívna. Všetky enzýmy sú bielkoviny a guľového tvaru. Avšak rovnako ako všetky ostatné katalyzátory, ani tieto biologické katalyzátory nemenia konečné množstvo produktov a nemôžu uskutočňovať reakcie. Na rozdiel od iných bežných katalyzátorov enzýmy katalyzujú iba jeden typ reverzibilnej reakcie, takzvanú reakčnú špecifickú. Pretože enzýmy sú proteíny; môžu pracovať v určitom rozmedzí teplôt, tlakov a pH. Väčšina enzýmov katalyzuje reakcie tvorbou série „komplexov enzým-substrát“. V týchto komplexochsubstrát sa najtesnejšie viaže na enzýmy zodpovedajúce prechodnému stavu. Tento stav má najnižšiu energiu; teda je stabilnejší ako prechodný stav nekatalyzovanej reakcie. Enzým následne znižuje aktivačnú energiu biologickej reakcie, ktorú katalyzuje. Na vysvetlenie toho, ako vznikajú komplexy enzým-substrát, sa používajú dve hlavné teórie. Sú to teória zámku a kľúča a teória indukovaného uloženia.
Model zámku a kľúča
Enzýmy majú veľmi presný tvar, ktorý zahŕňa rázštep alebo vrecko nazývané aktívne stránky. V tejto teórii substrát zapadá do aktívneho miesta ako kľúč do zámku. Hlavne iónové a vodíkové väzby držia substrát v aktívnych miestach za vzniku komplexu enzým-substrát. Akonáhle je vytvorený, enzým katalyzuje reakciu tým, že pomáha meniť podklad, a to buď jeho rozdelením, alebo obložením častí. Táto teória závisí od presného kontaktu medzi aktívnymi miestami a substrátom. Preto táto teória nemusí byť úplne správna, zvlášť keď je zapojený náhodný pohyb molekúl substrátu.
Model s indukčným prispôsobením
V tejto teórii aktívne miesto mení svoj tvar, aby obklopilo molekulu substrátu. Enzým po naviazaní na určitý substrát zaujme svoj najefektívnejší tvar. Preto tvar enzýmu ovplyvňuje substrát, ako napríklad tvar rukavice ovplyvnenej rukou, ktorá ho nosí. Potom zase molekula enzýmu deformuje molekulu substrátu, napína väzby a robí substrát menej stabilným, čím znižuje aktivačnú energiu reakcie. Pretože je aktivačná energia nízka, reakcia prebieha pri vysokej rýchlosti za vzniku produktov. Po uvoľnení produktov sa aktivačné miesto enzýmu vráti do pôvodného tvaru a viaže ďalšiu molekulu substrátu.
Aký je rozdiel medzi Lock-and-Key a Induced-Fit?
• Teória indukovaného prispôsobenia je upravená verzia teórie zámku a kľúča.
• Na rozdiel od teórie Lock-and-key, teória indukovaného uloženia nezávisí od presného kontaktu medzi aktívnym miestom a substrátom.
• V teórii indukovaného prispôsobenia je tvar enzýmu ovplyvnený substrátom, zatiaľ čo v teórii Lock-and-key je tvar substrátu ovplyvnený enzýmom.
• V teórii Lock-and-key majú aktívne lokality presný tvar, zatiaľ čo v teórii indukovaného prispôsobenia aktívne miesto spočiatku nemá presný tvar, ale neskôr sa tvar miesta vytvorí podľa podkladu, ktorý sa chystá viazať.
