Διαφορά μεταξύ κλειδώματος και κλειδιού και επαγόμενου συναρμολόγησης

Κλείδωμα εναντίον κλειδιού εναντίον επαγόμενου συναγερμού

Τα ένζυμα είναι γνωστά ως βιολογικοί καταλύτες, που χρησιμοποιούνται σε σχεδόν κάθε κυτταρική αντίδραση, σε οργανισμούς. Μπορούν να αυξήσουν το ρυθμό μιας βιοχημικής αντίδρασης, χωρίς το ίδιο το ένζυμο να αλλάξει από την αντίδραση. Λόγω της επαναχρησιμοποίησής του, ακόμη και μια μικρή συγκέντρωση ενός ενζύμου μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική. Όλα τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες και έχουν σφαιρικό σχήμα. Ωστόσο, όπως και όλοι οι άλλοι καταλύτες, αυτοί οι βιολογικοί καταλύτες δεν μεταβάλλουν την τελική ποσότητα των προϊόντων και δεν μπορούν να κάνουν αντιδράσεις. Σε αντίθεση με τον άλλο φυσιολογικό καταλύτη, τα ένζυμα καταλύουν μόνο έναν τύπο αναστρέψιμης αντίδρασης, η οποία ονομάζεται αντίδραση συγκεκριμένη. Δεδομένου ότι τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες, μπορούν να λειτουργήσουν μέσα σε μια ορισμένη θερμοκρασία, πίεση και περιοχή pH. Τα περισσότερα ένζυμα καταλύουν τις αντιδράσεις κάνοντας μια σειρά «συμπλοκών ενζύμου-υποστρώματος». Σε αυτά τα σύμπλοκα, το υπόστρωμα συνδέεται πιο στενά με τα ένζυμα που αντιστοιχούν στην κατάσταση μετάβασης. Αυτή η κατάσταση έχει τη χαμηλότερη ενέργεια. επομένως είναι πιο σταθερή από τη μεταβατική κατάσταση μιας μη καταλυόμενης αντίδρασης. Κατά συνέπεια, ένα ένζυμο μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης της βιολογικής αντίδρασης, την οποία καταλύει. Δύο βασικές θεωρίες χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν πώς σχηματίζονται σύμπλοκα ενζύμου-υποστρώματος. Είναι θεωρία κλειδαριάς-κλειδιού και θεωρία επαγόμενης προσαρμογής.

Μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού

Τα ένζυμα έχουν πολύ ακριβές σχήμα, το οποίο περιλαμβάνει μια σχισμή ή τσέπη που ονομάζεται ενεργός χώρος. Σε αυτή τη θεωρία, το υπόστρωμα ταιριάζει σε μια ενεργή περιοχή όπως ένα κλειδί σε μια κλειδαριά. Κυρίως ιονικοί δεσμοί και δεσμοί υδρογόνου συγκρατούν το υπόστρωμα στις ενεργές θέσεις για να σχηματίσουν το σύμπλοκο ενζύμου-υποστρώματος. Μόλις σχηματιστεί, το ένζυμο καταλύει την αντίδραση βοηθώντας να αλλάξει το υπόστρωμα, είτε χωρίζοντάς το είτε ξεχωριστά. Αυτή η θεωρία εξαρτάται από την ακριβή επαφή που γίνεται μεταξύ των ενεργών θέσεων και του υποστρώματος. Επομένως, αυτή η θεωρία μπορεί να μην είναι εντελώς σωστή, ειδικά όταν εμπλέκεται η τυχαία κίνηση μορίων υποστρώματος.

Σε αυτή τη θεωρία, η ενεργή θέση αλλάζει το σχήμα της για να περιβάλλει ένα μόριο υποστρώματος. Το ένζυμο, μετά τη σύνδεση με ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα, καταλαμβάνει το πιο αποτελεσματικό σχήμα του. Επομένως, το σχήμα του ενζύμου επηρεάζεται από το υπόστρωμα όπως το σχήμα ενός γαντιού που επηρεάζεται από το χέρι που το φοράει. Στη συνέχεια με τη σειρά του το ένζυμο μόριο παραμορφώνει το μόριο του υποστρώματος, τεντώνοντας τους δεσμούς, και καθιστά το υπόστρωμα λιγότερο σταθερό, μειώνοντας έτσι την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης. Επειδή, η ενέργεια ενεργοποίησης είναι χαμηλή, η αντίδραση συμβαίνει με μεγάλη ταχύτητα που σχηματίζει τα προϊόντα.Αφού απελευθερωθούν τα προϊόντα, η θέση ενεργοποίησης του ενζύμου επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα και δεσμεύει το επόμενο μόριο υποστρώματος.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κλειδώματος και κλειδιού και επαγωγής;

• Η θεωρία induced-fit είναι μια τροποποιημένη έκδοση της θεωρίας lock-and-key.

• Αντίθετα με τη θεωρία Lock-and-key, η θεωρία της επαγόμενης τοποθέτησης δεν εξαρτάται από την ακριβή επαφή που γίνεται μεταξύ της ενεργής θέσης και του υποστρώματος.

• Στη θεωρία του Induced-fit, το σχήμα του ενζύμου επηρεάζεται από το υπόστρωμα, ενώ στη θεωρία Lock-and-key, το σχήμα του υποστρώματος επηρεάζεται από το ένζυμο.

• Στη θεωρία κλειδώματος και κλειδιού, οι θέσεις ενεργών έχουν ακριβή μορφή, ενώ στην θεωρία του Induced-fit, η ενεργός περιοχή αρχικά δεν έχει ακριβές σχήμα, αλλά αργότερα το σχήμα της θέσης σχηματίζεται σύμφωνα με το υπόστρωμα, το οποίο θα δεσμευτεί.