Sebelum kita mulai dengan topik ini, mari kita lihat apa yang disebut enzim. Ini adalah protein yang bertanggung jawab atas peran utama dalam proses metabolisme makhluk hidup.
Mereka telah disebut katalis biologis. Dan apa artinya ini? Istilah katalis sesuai dengan fungsi zat khusus, dalam mempercepat reaksi kimia. Mereka dicirikan dengan tidak menghasilkan perubahan dalam reaksi dan ketika telah menyimpulkan itu pulih.
Enzim tidak berpartisipasi dalam reaksi itu sendiri secara langsung. Setelah mekanisme reaksi yang ditentukan telah terpenuhi, mereka ditarik, tersedia untuk reaksi baru. Karena mereka adalah katalis, intervensi mereka hanya diperlukan dalam jumlah kecil. Enzim bertindak dengan mengenali satu atau molekul tertentu, reagen atau substrat karena spesifisitasnya yang tinggi dan mempercepat perjalanannya ke produk. Pengenalan ini dilakukan melalui situs aktif enzim yang berinteraksi dengan substrat. Pengikatan ini mengarah ke kompleks enzim-substrat. Ketika substrat diubah menjadi produk, enzim berhenti mengenali strukturnya dan dengan demikian menjadi tersedia untuk mengkatalisis pembentukan sel lain. Itulah mengapa enzim efektif dalam konsentrasi minimal.
Ada caral berbeda yang menjelaskan proses ini. Salah satunya adalah yang dibandingkan dengan kompleks kunci-kunci, yang konsepnya adalah bahwa enzim dan substrat diberkahi dengan struktur kaku dan spesifik yang digabungkan dengan sempurna satu sama lain. Model lain adalah induced anchorage, yang mendalilkan bahwa substrat ketika mendekati enzim menginduksi untuk berubah di situs di mana kopling berlangsung.
Ketika kecepatan reaksi berlangsung dianalisis dengan mempertimbangkan variasi konsentrasi reagen, inilah yang dikenal sebagai kinetika enzim.
Pada tahun 1920 L. Michaelis dan M. Menten, mempelajari kinetika reaksi enzimatik yang hanya bekerja pada substrat. Mereka mengamati bahwa ketika konsentrasi substrat meningkat, kecepatan awal menurun sampai konsentrasi tercapai, dari mana ia tetap konstan.
Sistem enzim diatur menurut tiga tingkatan:
- a) Larut: itu adalah salah satu di mana enzim dilarutkan dalam sitoplasma sebagai molekul independen
- b) Kompleks multienzim, di mana enzim-enzim berasosiasi dan bekerja sama. Molekul masing-masing enzim yang terpisah tidak aktif.
- c) Sistem terkait: mereka berasosiasi dalam membran (misalnya mitokondria) atau struktur intramolekul.
Aksi suhu dan Ph pada aktivitas enzimatik. Reaksi yang dikatalisis enzim meningkat dengan suhu, tetapi diberikan waktu tertentu. Interval ini dikenal sebagai rentang aktivitas optimal. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa enzim, sebagai protein, didenaturasi oleh efek panas, dan menjadi tidak aktif ketika suhu melebihi titik tertentu. Mengingat kondisi ini, enzim bersifat termolabil dan dapat kehilangan aktivitas biologisnya, baik secara reversibel maupun ireversibel.
Adapun skala pH, ini adalah sarana untuk mengetahui, dalam larutan berair, apakah suatu zat bersifat asam atau basa (basa) atau netral seperti air. Sebagian besar enzim memiliki pH karakteristik di mana aktivitasnya maksimum. Ini berangkat dari perilaku asam-basa enzim dan substrat.
PH suatu enzim tidak selalu sama dengan lingkungan intraseluler normalnya. Hal ini menunjukkan bahwa hubungan aktivitas pH-enzim mungkin merupakan faktor penting dalam kontrol intraseluler aktivitas ini.
Kofaktor enzim. Ketika enzim hanya mengkatalisis reaksi, dalam kasus di mana proton atau elektron dilepaskan atau diperlukan, karena transformasi substrat menjadi produk, terdapat komponen non-protein yang bertanggung jawab untuk menerima atau melepaskan partikel-partikel ini. Tindakan mereka simultan dengan enzim dan mereka sangat penting untuk reaksi. Jika itu adalah ion logam, mereka disebut kofaktor. Jika mereka adalah molekul organik, mereka adalah koenzim. Kofaktor seperti Zn, Mg, Fe, K, Cu dan Na dapat bertindak sebagai pusat katalitik, yaitu jembatan enzim-substrat atau sebagai faktor penstabil dalam konformasi enzim.
Jadi, makhluk hidup telah mengembangkan mekanisme yang mengatur aktivitas kimia, sedemikian rupa sehingga energi dipadatkan menjadi ikatan kimia tertentu, yang dapat dilepaskan dalam jumlah kecil ketika sel membutuhkannya. Perubahan atau transformasi ini disebut metabolisme dan dalam sistem kehidupan proses ini dilakukan melalui katalis biologis, yaitu enzim. Metabolisme juga dapat didefinisikan sebagai aktivitas yang sangat terkoordinasi yang melibatkan banyak set sistem enzim yang saling terkait yang menukar materi dan energi antara sel dan lingkungannya.