Ποιοι είναι οι δύο τρόποι για την αναστολή της ενζυμικής δραστηριότητας;

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που εκτελούν τις λειτουργίες τους μόνο όταν τα τρισδιάστατα σχήματά τους είναι άθικτα. Επομένως, η κατανόηση της δομής των ενζύμων θα βοηθήσει στην αποσαφήνιση των τρόπων με τους οποίους μπορεί να ανασταλεί η ενζυμική δραστηριότητα. Οι δραστικές αλλαγές θερμοκρασίας, όπως η τήξη ή το πάγωμα, μπορούν να αλλάξουν το σχήμα και τη δραστηριότητα των ενζύμων. Οι αλλαγές στο pH ή στο επίπεδο οξύτητας του περιβάλλοντος του ενζύμου μπορούν επίσης να αλλάξουν τη δραστηριότητα του ενζύμου.

Μείνετε σε φόρμα

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες, που σημαίνει ότι έχουν μια συγκεκριμένη τρισδιάστατη δομή που καθορίζει την καταλυτική τους δραστηριότητα. Η κύρια δομή μιας πρωτεΐνης είναι η αλληλουχία αμινοξέων της. Η δευτερογενής δομή των πρωτεϊνών είναι ο δεσμός υδρογόνου που συμβαίνει κατά μήκος της ραχοκοκαλιάς της αλληλουχίας αμινοξέων. Η τριτοταγής δομή μιας πρωτεΐνης, από την οποία προέρχεται η δραστηριότητα ενός ενζύμου, διατηρείται στη θέση της από τις ενδομοριακές (εντός ενός μορίου) αλληλεπιδράσεις των πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων. Οι αλληλεπιδράσεις που διατηρούν την τριτοταγή δομή ενός ενζύμου επηρεάζονται από τη θερμοκρασία και το pH.

Λήξη

Τα ένζυμα αποτελούνται από αλυσίδες αμινοξέων, οι οποίες αποτελούνται από άτομα. Τα άτομα και τα μόρια δονούνται φυσικά, αλλά η υπερβολική δόνηση αναγκάζει τα ένζυμα να ξεδιπλωθούν. Ένας τύπος αλλαγής θερμοκρασίας που αναστέλλει τη δραστηριότητα των ενζύμων είναι η θέρμανση. Η αύξηση της θερμοκρασίας κάνει τα μόρια να δονούνται πιο γρήγορα. Όταν όμως η θερμοκρασία αυξάνεται πάρα πολύ, το ένζυμο ξεδιπλώνεται. Αυτό το ξεδίπλωμα, που ονομάζεται μετουσίωση, κάνει το ένζυμο να χάνει το τρισδιάστατο σχήμα του και συνεπώς τη δραστηριότητά του. Τα περισσότερα ζωικά ένζυμα δεν είναι λειτουργικά πάνω από 40 βαθμούς Κελσίου.

Πάγωμα

Ο δεύτερος τύπος αλλαγής θερμοκρασίας που επηρεάζει τη δραστηριότητα των ενζύμων είναι η ψύξη ή η κατάψυξη. Όπως η αύξηση της θερμοκρασίας κάνει τα μόρια να δονούνται πιο γρήγορα, η μείωση της θερμοκρασίας επιβραδύνει τους κραδασμούς. Όταν τα άτομα στα ένζυμα επιβραδύνουν πάρα πολύ, ή αν παγώσουν, το ένζυμο δεν μπορεί να εκτελέσει τη λειτουργία του. Τα ένζυμα δεν είναι άκαμπτες μηχανές, παρόλο που έχουν φυσική δομή. Τα άτομα στα ένζυμα, όπως και άλλες πρωτεΐνες, συνήθως δονούνται. Χρειάζονται αυτή την ευελιξία για να εκτελέσουν τη λειτουργία τους και το πάγωμα τους εμποδίζει να κινηθούν καθόλου.

pH

Εκτός από τις αλλαγές θερμοκρασίας, μια αλλαγή στην οξύτητα ή το pH του περιβάλλοντος του ενζύμου θα αναστείλει τη δραστηριότητα του ενζύμου. Ένας από τους τύπους αλληλεπιδράσεων που συγκρατούν την τριτοταγή δομή ενός ενζύμου μαζί είναι οι ιοντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων. Μια θετικά φορτισμένη ομάδα αμίνης εξουδετερώνεται όταν αλληλεπιδρά με μια αρνητικά φορτισμένη ομάδα οξέος. Μια αλλαγή στο pH, που είναι μια αλλαγή στην ποσότητα των πρωτονίων, μπορεί να αλλάξει τα φορτία αυτών των δύο ομάδων, με αποτέλεσμα να μην έλκονται μεταξύ τους. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε ένζυμο λειτουργεί εντός ενός συγκεκριμένου εύρους pH, σε κάποιους αρέσει πολύ όξινα περιβάλλοντα, σε άλλα πολύ αλκαλικά ή βασικά περιβάλλοντα.