19.2: enzymer

inlärningsmål

1. definiera eller beskriva följande:
   1. metabolism
   2. katabolisk reaktion
   3. anabolisk reaktion
   4. enzym
   5. substrat
   6. apoenzym
   7. Haloenzym
   8. kofaktor (koenzym)
2. ange hur enzymer kan påskynda graden av kemiska reaktioner.
3. beskriv kortfattat en generaliserad enzym-substratreaktion, ange funktionen hos ett enzyms aktiva ställe och beskriva hur ett enzym kan påskynda kemiska reaktioner.
4. ange fyra egenskaper hos enzymer.
5. ange hur följande påverkar hastigheten för en enzymreaktion.
   1. enzymkoncentration
   2. substratkoncentration
   3. temperatur
   4. pH
   5. saltkoncentration
6. ange hur kemikalier som klor, jod, jodoforer, kvicksilver och etylenoxid hämmar eller dödar bakterier.
7. ange hur hög temperatur och låg temperatur utövar sin effekt på bakterier.

egenskaper hos enzymer

kemiskt är enzymer i allmänhet globulära proteiner. (Vissa RNA-molekyler som kallas ribozymer kan också vara enzymer. Dessa finns vanligtvis i cellens kärnområde och katalyserar splittringen av RNA-molekyler). Enzymer är katalysatorer som bryter ner eller syntetiserar mer komplexa kemiska föreningar. De tillåter kemiska reaktioner att ske tillräckligt snabbt för att stödja livet. Enzymer påskyndar hastigheten för kemiska reaktioner eftersom de sänker aktiveringsenergin, den energi som måste levereras för att molekyler ska reagera med varandra. Allt som ett enzym normalt kombinerar med kallas ett substrat. Enzymer är mycket effektiva. Ett enzym kan vanligtvis katalysera mellan 1 och 10 000 molekyler substrat per sekund. Enzymer är endast närvarande i små mängder i cellen eftersom de inte förändras under deras reaktioner. och de är mycket specifika för deras substrat. Generellt finns det ett specifikt enzym för varje specifik kemisk reaktion.

enzymaktivitet

enzymaktivitet påverkas av ett antal faktorer inklusive:

• koncentrationen av enzym: Förutsatt att en tillräcklig koncentration av substrat är tillgänglig kommer ökande enzymkoncentration att öka enzymreaktionshastigheten.
• substratkoncentrationen: vid en konstant enzymkoncentration och vid lägre koncentrationer av substrat är substratkoncentrationen den begränsande faktorn. När substratkoncentrationen ökar ökar enzymreaktionshastigheten. Vid mycket höga substratkoncentrationer blir enzymerna emellertid mättade med substrat och en högre koncentration av substrat ökar inte reaktionshastigheten.
• temperaturen: Varje enzym har en optimal temperatur vid vilken den fungerar bäst. En högre temperatur resulterar i allmänhet i en ökning av enzymaktiviteten. När temperaturen ökar ökar molekylär rörelse vilket resulterar i mer molekylära kollisioner. Om emellertid temperaturen stiger över en viss punkt, kommer värmen att denaturera enzymet, vilket får det att förlora sin tredimensionella funktionella form genom att denaturera dess vätebindningar. Kalltemperatur, å andra sidan, saktar ner enzymaktiviteten genom att minska molekylär rörelse.
• pH: Varje enzym har ett optimalt pH som hjälper till att bibehålla sin tredimensionella form. Förändringar i pH kan denaturera enzymer genom att ändra enzymets laddning. Detta förändrar enzymets jonbindningar som bidrar till dess funktionella form.
• saltkoncentrationen: varje enzym har en optimal saltkoncentration. Förändringar i saltkoncentrationen kan också denaturera enzymer.

vissa förhållanden mellan bakteriella enzymer och användningen av desinfektionsmedel och extrema temperaturer för att kontrollera bakterier.

sammanfattning

1. enzymer är ämnen som finns i cellen i små mängder som fungerar för att påskynda eller katalysera kemiska reaktioner så att de uppträder tillräckligt snabbt för att stödja livet.
2. på ytan av enzymet är vanligtvis en liten spricka som fungerar som en aktiv plats eller katalytisk plats till vilken ett eller två specifika substrat kan binda.
3. allt som ett enzym normalt kombinerar med kallas ett substrat.
4. bindningen av substratet till enzymet får det flexibla enzymet att ändra sin form något genom en process som kallas inducerad passform för att bilda en tillfällig mellanprodukt som kallas ett enzym-substratkomplex.
5. enzymer påskyndar hastigheten för kemiska reaktioner eftersom de sänker aktiveringsenergin, den energi som måste levereras för att molekyler ska reagera med varandra.
6. många enzymer kräver en icke-proteinkofaktor för att hjälpa dem i deras reaktion. I detta fall kombineras proteindelen av enzymet, kallat ett apoenzym, med kofaktorn för att bilda hela enzymet eller haloenzymet.
7. vissa kofaktorer är joner som Ca++, Mg++ och K+; andra kofaktorer är organiska molekyler som kallas koenzymer som fungerar som bärare för kemiska grupper eller elektroner. NAD+, NADP+, FAD och koenzym A (CoA) är exempel på koenzymer.
8. kemiskt är enzymer i allmänhet globulära proteiner. Vissa RNA-molekyler som kallas ribozymer kan också vara enzymer, som vanligtvis fungerar för att klyva RNA-molekyler.
9. enzymer är endast närvarande i små mängder i cellen eftersom de inte förändras under deras reaktioner och är mycket specifika för deras substrat.
10. enzymaktivitet påverkas av ett antal faktorer inklusive koncentrationen av enzymet, koncentrationen av substratet, temperaturen, pH och saltkoncentrationen.

bidragsgivare och attribut

• Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE of BALTIMORE COUNTY, CATONSVILLE CAMPUS)