Құлып пен кілт пен индукцияланған сәйкестендіру
Ферменттер биологиялық катализаторлар ретінде белгілі, олар ағзалардағы барлық дерлік жасушалық реакцияларда қолданылады. Олар биохимиялық реакция жылдамдығын арттыра алады, бұл реакцияның нәтижесінде ферменттің өзі өзгермейді. Қайта қолдануға болатындығына байланысты ферменттің аздаған концентрациясы да өте тиімді болуы мүмкін. Барлық ферменттер белоктар және пішіні шар тәрізді. Дегенмен, барлық басқа катализаторлар сияқты, бұл биологиялық катализаторлар өнімдердің соңғы мөлшерін өзгертпейді және олар болатын реакцияларды жасай алмайды. Басқа қалыпты катализатордан айырмашылығы, ферменттер реакция спецификалық деп аталатын қайтымды реакцияның тек бір түрін катализдейді. Өйткені, ферменттер белоктар болып табылады; олар белгілі бір температура, қысым және рН диапазонында жұмыс істей алады. Көптеген ферменттер «фермент-субстрат кешендерінің» сериясын құра отырып, реакцияларды катализдейді. Бұл кешендерде субстрат өтпелі күйге сәйкес келетін ферменттермен ең тығыз байланысады. Бұл күй ең аз энергияға ие; сондықтан катализдемеген реакцияның өтпелі күйіне қарағанда тұрақтырақ. Демек, фермент биологиялық реакцияның активтену энергиясын төмендетеді, оны катализдейді. Фермент-субстрат кешендерінің қалай түзілетінін түсіндіру үшін екі негізгі теория қолданылады. Олар құлып пен кілт теориясы және индукциялық сәйкестік теориясы.
Құлыптау және кілт үлгісі
Ферменттер өте дәл пішінге ие, оның ішінде белсенді учаскелер деп аталатын саңылау немесе қалта бар. Бұл теорияда субстрат құлыпқа кілт сияқты белсенді сайтқа сәйкес келеді. Негізінен иондық және сутектік байланыстар фермент-субстрат кешенін құру үшін субстратты белсенді орындарда ұстайды. Ол пайда болғаннан кейін фермент субстратты өзгертуге көмектесу арқылы реакцияны катализдейді, оны бөледі немесе бөліктерді біріктіреді. Бұл теория белсенді тораптар мен субстрат арасындағы нақты байланысқа байланысты. Сондықтан, бұл теория, әсіресе субстрат молекулаларының кездейсоқ қозғалысы қатысқан кезде мүлдем дұрыс болмауы мүмкін.
Индукцияланған сәйкес үлгі
Бұл теорияда белсенді аймақ субстрат молекуласын қоршау үшін пішінін өзгертеді. Фермент белгілі бір субстратпен байланысқаннан кейін өзінің ең тиімді формасын алады. Демек, ферменттің пішініне оны киген қолғаптың пішіні сияқты субстрат әсер етеді. Содан кейін фермент молекуласы өз кезегінде субстрат молекуласын бұрмалайды, байланыстарды қатайтады және субстраттың тұрақтылығын төмендетеді, осылайша реакцияның белсендіру энергиясын төмендетеді. Активтену энергиясы төмен болғандықтан, реакция өнімдерді түзе отырып, үлкен жылдамдықпен жүреді. Өнімдер шығарылғаннан кейін ферменттің белсендіру орны бастапқы пішініне оралады және келесі субстрат молекуласын байланыстырады.
Lock-and-Key және Induced-Fit арасындағы айырмашылық неде?
• Индукцияланған сәйкестік теориясы – кілт пен құлып теориясының өзгертілген нұсқасы.
• Бекіту және кілт теориясынан айырмашылығы, индукцияланған сәйкестік теориясы белсенді учаске мен субстрат арасындағы нақты байланысқа тәуелді емес.
• Индукцияланған сәйкестік теориясында ферменттің пішініне субстрат әсер етеді, ал Бекіту және кілт теориясында субстрат пішініне фермент әсер етеді.
• Бекіту және кілт теориясында белсенді учаскелердің нақты пішіні болады, ал индукциялық сәйкестік теориясында белсенді учаскенің бастапқыда нақты пішіні болмайды, бірақ кейінірек торап пішіні субстратқа сәйкес қалыптасады., ол байланыстырылады.
