Celulele și fiziologia celulară (Biologie Barron's, p. 54)
Figura urmărește o enzimă de-a lungul unei singure reacții chimice, în patru desene care se citesc de la stânga la dreapta, în ordinea săgeților. Sub desene sunt trei explicații: prima corespunde primului desen, a doua celor două desene din mijloc, iar a treia ultimului. Pe parcurs vezi cum enzima prinde două molecule de substrat, le ține una lângă alta cât timp reacționează și eliberează apoi produsul, rămânând ea însăși neschimbată.
Ce este o enzimă
Compușii chimici nu se combină între ei automat și nici nu se degradează spontan. Ca să înceapă o reacție chimică, este nevoie de un aport de energie numit energie de activare, care poate fi termică sau chimică. Enzimele sunt catalizatori biologici, adică proteine care accelerează reacțiile chimice și scad cantitatea de energie de activare necesară, fără ca ele însele să se modifice. Nu sunt consumate în reacție, ci rămân disponibile pentru reacțiile care urmează.
Fiecare enzimă catalizează o singură reacție, așa că într-o celulă există mii de enzime diferite, pentru mii de reacții chimice diferite. Cu câteva excepții, numele enzimelor se termină în „-ază”. Catalaza, de exemplu, degradează apa oxigenată (peroxidul de hidrogen) în apă și oxigen. Alte exemple sunt amilaza, hidrolaza, peptidaza și kinaza.
Elementele desenului
Cum decurge reacția
Viteza reacțiilor enzimatice
De obicei, reacțiile enzimatice durează doar câteva milisecunde. Viteza lor depinde de mai mulți factori, printre care concentrația substratului, aciditatea și temperatura mediului. La temperaturi ridicate reacțiile au loc mult mai rapid, însă excesul de căldură poate modifica structura proteică a enzimei și poate duce la denaturarea ei, adică la pierderea structurii fizice.
Enzimele și căile metabolice
Enzimele conlucrează în cadrul căilor metabolice, secvențe de reacții chimice care au loc într-o celulă. Unele căi folosesc catabolismul, adică degradarea sau digestia moleculelor mari, complexe. Altele implică anabolismul, adică sinteza de molecule mari. Reacția din figură, în care două molecule de substrat se unesc într-un singur compus, este o reacție de sinteză. Enzimele nu lucrează însă doar în sinteze, pentru că și reacțiile de descompunere depind mult de ele. Pe lângă catalaza de mai sus, un exemplu este lipaza, care degradează grăsimile până la acizi grași și glicerol. Căile metabolice sunt descrise pe larg în capitolul 19.