Av Jack Ori Uppdaterad 30 augusti 2022
Metabolism omfattar alla kemiska reaktioner som sker inom eller mellan celler. Dessa reaktioner delas in i två breda kategorier:anabolism, syntes av större molekyler från mindre prekursorer, och katabolism, nedbrytning av komplexa molekyler till enklare.
Metaboliska vägar är den koordinerade serien av enzymkatalyserade steg som upprätthåller liv. Till exempel klyver glykolys – en katabolisk väg – glukos till pyruvat, medan elektrontransportkedjan kulminerar i den anabola bildningen av vatten från väte och syre.
De flesta intracellulära reaktioner kan inte inträffa spontant; de kräver en katalysator. Enzymer - stora, mångsidiga proteinmolekyler - tjänar denna roll genom att sänka aktiveringsenergin som behövs för reaktioner, samtidigt som de förblir oförändrade själva. Till skillnad från värme, som inte kan riktas exakt, uppnår enzymer specificitet och effektivitet.
Enzymer känner igen och binder endast till sina specifika substrat. Varje substrat uppvisar en unik tredimensionell form, ofta beskriven som ett spår bildat av en veckad polypeptidkedja. Det komplementära enzymet passar in i denna skåra som en nyckel i ett lås, ett koncept som först formulerades av Emil Fischer 1894. Även om modellen fångar kärnan av specificitet, visar moderna studier att många enzymer genomgår konformationsförändringar under katalys, vilket gör att de kan frigöra reaktionsprodukter på ett ojämnt sätt.
Sucrase är ett exempel på lås-och-nyckel-mekanismen. Dess aktiva ställe är format för att rymma sackaros, vilket gör det möjligt för enzymet att klyva disackariden till glukos och fruktos i närvaro av vatten. När reaktionen är fullbordad frigörs sackaras för att verka på ytterligare sackarosmolekyler.
Pankreatisk lipas katalyserar hydrolysen av triglycerider till två monoglycerider och en fettsyra. Till skillnad från sackaros, som delas i två identiska halvor, ger triglycerider produkter av olika storlekar, vilket visar att inte alla enzymatiska reaktioner följer ett perfekt symmetriskt mönster.
