Ključavnica proti ključu proti induciranemu prileganju
Encimi so znani kot biološki katalizatorji, ki se uporabljajo pri skoraj vseh celičnih reakcijah v organizmih. Lahko povečajo hitrost biokemične reakcije, ne da bi se zaradi reakcije spremenil encim. Zaradi ponovne uporabe je lahko že majhna koncentracija encima zelo učinkovita. Vsi encimi so beljakovine in kroglaste oblike. Vendar kot vsi drugi katalizatorji ti biološki katalizatorji ne spremenijo končne količine produktov in ne morejo povzročiti reakcij. Za razliko od drugih običajnih katalizatorjev encimi katalizirajo samo eno vrsto reverzibilne reakcije, tako imenovano reakcijsko specifično. Ker so encimi beljakovine; lahko delujejo znotraj določene temperature, tlaka in območja pH. Večina encimov katalizira reakcije tako, da tvori niz "kompleksov encim-substrat". V teh kompleksih se substrat najbolj tesno veže na encime, kar ustreza prehodnemu stanju. To stanje ima najnižjo energijo; zato je bolj stabilen kot prehodno stanje nekatalizirane reakcije. Posledično encim zmanjša aktivacijsko energijo biološke reakcije, ki jo katalizira. Za razlago, kako nastanejo kompleksi encim-substrat, se uporabljata dve glavni teoriji. To sta teorija ključavnice in teorija induciranega prileganja.
Model s ključavnico
Encimi imajo zelo natančno obliko, ki vključuje špranjo ali žep, imenovan aktivna mesta. V tej teoriji se substrat prilega aktivnemu mestu kot ključ v ključavnico. V glavnem ionske in vodikove vezi držijo substrat na aktivnih mestih, da tvorijo kompleks encim-substrat. Ko se oblikuje, encim katalizira reakcijo tako, da pomaga spremeniti substrat, bodisi ga razcepi ali obloži dele skupaj. Ta teorija je odvisna od natančnega stika med aktivnimi mesti in substratom. Zato ta teorija morda ni povsem pravilna, zlasti če gre za naključno gibanje substratnih molekul.
Model z induciranim prileganjem
V tej teoriji aktivno mesto spremeni svojo obliko, da ovije molekulo substrata. Encim po vezavi na določen substrat prevzame svojo najbolj učinkovito obliko. Zato na obliko encima vpliva substrat, tako kot na obliko rokavice vpliva roka, ki jo nosi. Nato molekula encima popači molekulo substrata, napne vezi in naredi substrat manj stabilen, s čimer se zmanjša aktivacijska energija reakcije. Ker je aktivacijska energija nizka, reakcija poteka z veliko hitrostjo in tvori produkte. Ko se produkti sprostijo, se aktivacijsko mesto encima vrne v prvotno obliko in veže naslednjo substratno molekulo.
Kakšna je razlika med Lock-and-Key in Induced-Fit?
• Teorija induciranega prileganja je spremenjena različica teorije ključavnice.
• Za razliko od teorije ključavnice in ključa teorija induciranega prileganja ni odvisna od natančnega stika med aktivnim mestom in substratom.
• V teoriji induciranega prileganja na obliko encima vpliva substrat, medtem ko v teoriji ključavnice na obliko substrata vpliva encim.
• V teoriji ključavnice imajo aktivna mesta natančno obliko, medtem ko v teoriji induciranega prileganja aktivno mesto na začetku nima natančne oblike, kasneje pa se oblika mesta oblikuje glede na substrat., ki se bo povezal.
