Enzymer är proteiner som snabbare längs de kemiska reaktioner som är nödvändiga för allt liv på jorden - växter såväl som djur - och många av enzymerna är desamma. En av enzymens jobb är att bearbeta mat och omvandla den till en form som kan ge energi till organismen. Djur får maten från vad de äter, men växter får sin mat i en process som kallas fotosyntes - en process där enzymer spelar nyckelroller.

Hur enzymer fungerar

Varje kemisk reaktion kräver en lite spark av energi för att komma igång. Den energin kallas aktiveringsenergin. Enzymer sammanför molekyler - kallad substrat - och sänker aktiveringsenergin av kemiska reaktioner, vilket skapar kemiska produkter. Enzymer ökar mängden kemiska reaktioner med så mycket som många miljoner gånger. Enzymer katalyserar eller främjar kemiska reaktioner, och de används inte i den kemiska reaktionen. Det är, när produkterna har släppts från enzymet, är de redo att acceptera nya substrat och starta igen.

Photosynthesis

Fotosyntes är en serie av kemiska och fysiska interaktioner som använder energi från ljus att omvandla sex koldioxidmolekyler och 12 vattenmolekyler till en molekyl glukos, sex vattenmolekyler och sex syremolekyler. Energihushållningsstegen är ljusberoende, medan stegen som bygger glukosmolekylen är ljusoberoende - det kan till och med hända att de även händer i mörkret. Hela processen involverar flera enzymer, men två är särskilt viktiga: ATPase och Rubisco.

Den första delen av den ljusberoende reaktionen uppstår när en foton - ett litet paket av ljusenergi - absorberas av klorofyll . Energin överförs längs en kedja av närliggande molekyler tills den hoppar till en annan molekyl. Längs vägen flyttar elektronen energi några protoner från ena sidan av ett membran till en annan.

ATP Synthase

Eftersom den fångade ljusenergin används för att överföra protoner till ena sidan av en membran inuti växtcellen, de extra protonerna skapar ett elektriskt fält över membranet. Kraften i det elektriska fältet trycker på protonerna tillbaka till andra sidan av membranet, men det finns bara en väg över: genom ett enzym som kallas ATPase. ATPase är byggt direkt in i membranet, som en turnstyle som låter en proton genom i taget som den roterar. Rotationen tillför energi till en molekyl av adenosindifosfat, genom att omvandla adenosindifosfatet, ADP, till adenosintrifosfat, ATP. ATP är som ett batteri för cellen. Den innehåller energi som cellen kan använda för att göra andra saker.

Rubisco

Syntesen "fotosyntes" är byggandet av en sockermolekyl från koldioxid och den delen av processen utförs av ett annat enzym: ribulosebisfosfatkarboxylas, som ofta förkortas som rubisco. Rubisco kombinerar tre fem-kolsockermolekyler med tre koldioxidmolekyler - som växten extraherar från luften - för att göra tre sexkolmolekyler. Flera molekyler av ATP ger sin energi till nästa steg, vilket omvandlar rubisco-produkterna till glukos och andra molekyler och en annan uppsättning med 5 kolsocker för att börja om igen. Denna process kallas Calvin-cykeln. Rubisco arbetar sakta, eftersom enzymerna går och skapar bara tre glukosmolekyler en sekund, så växter behöver mycket rubisco. Vissa forskare tror att Rubisco är det mest rikliga proteinet på jorden.