Kap 7 - energioverganger
Kapittel 7: Energioverganger
- Begreper: katalysatorer, reaksjonshastighet, aktiveringsnivå, reaktant, produkt, substrat, enzym-substrat-kompleks, optimum, kofaktorer, koenzymer
Enzymer:
Enzymer er en stor gruppe proteiner som gjør at kjemiske prosesser som ellers ville krevd mye energi og tid skjer kontrollert og raskt. Derfor kalles de biologiske katalysatorer. En katalysator påvirker reaksjonshastigheten uten å bli brukt opp eller forandret av reaksjonen.
De setter sammen eller tar fra hverandre molekyler, uten å endres selv.
De fleste er proteiner, men ulike RNA kan også ha enzymfunksjoner. F.eks tRNA og rRNA.
Reaksjonshastigheten kan økes på flere måter:
- Øker konsentrasjonen av reaktantene. Det økes sannsynligheter for reaksjon.
- Øker temperaturen. Dette gir molekylene mer energi og mer derfor mer hastighet. Da treffer flere hverandre med nok energi til å reagere
- Tilsette en katalysator, for eksempel et enzym. Katalysatoren senker aktivitetsenergien for reaksjonen. Det kreves da mindre energi for at reaksjonen skal skje.
Kjemiske reaksjoner har reaktanter (R) og produkt (P). Reaktantene reagerer med hverandre og produktet er resultatet av reaksjonen.
Når vi bruker enzymer for en slik reaksjon heter reaktantene substrat for enzymet.
Enzym + Substrat -> enzym-substrat-kompleks -> enzym + produkt
Alle kjemiske stoffer som slutter på -ase er enzymer. Men ikke alle enzymer slutter på -ase.
Et enzym senker aktiveringsenergien til en reaksjon. Altså den mengden energi som kjerves for at reaksjonen skal skje. Både for endoterme (tar opp energi) og eksoterme reaksjoner (avgir energi).
Den røde kurven viser reaksjonene med enzymer.
Egenskaper ved enzymer som senker aktiveringsenergien:
- De er spesifikke for noen spesielle stoffer. Substratet passe inn i det aktive setet til enzymet.
- De har ett eller flere aktive seter. Det gjør at substratet fester seg til enzymet, og ES-komplekset dannes.
- Siden substratet løst er festet til det aktive setet, gjør enzymet at det oppstår en binding mellom dem
- Når produktet blir dannet, frigjøres det. Da kan enzymet ta imot nye substrat.
Den midlertidige bindingen mellom enzymet og substratet kalles Enzym-substrat-kompleks
Det kan skje mutasjoner der det aktive setet ødelegges. Da kan ikke enzymer gjøre det de skal.
- For eksempel laktoseintoleranse. Da er det personer som ikke kan bryte ned laktose. Det er enzymet, laktase som er endret.
Det er særlig tre faktorer som påvirker enzymets aktivitet. Disse avgjør om aktiviteten til enzymet har nådd maksimum potensiale og effektivitet:
- pH-verdi: ladningen til et enzym er viktig for muligheten den har til å binde seg med substratet. Med store avvik av pH-verdi fra p-H-optimumet, fungerer ikke enzymet. For stort kan ødelegge det helt ved å endre på formen.
- Temperatur: de fleste enzymer har også et temperatur-optimum. Generelt vil reaksjonen skje raskere ved høyere temperaturer. For høy temperatur vil ødelegge enzymet (som et stekt egg). Noen enzymer er mer temperaturtollerante enn andre. Dette gjør at vi har feber i vårt forsvar mot virus og bakterier.
- Mengde av substrat og enzym: med økt mengde øker sjansen for at substratet og enzymet raskere kan få reaksjonen til å skje. Substratet «brukes opp», så det er ofte et større problem med mengden substrat.
Navnsetting av enzymer
Får navn etter substratet og reaksjonen de katalyserer.
Noen enzymer trenger mer enn substrat og riktig miljø for at reaksjonen skal skje. Disse kaller kofaktorer. De er ikke-proteindeler.
Uorganiske forbindelser som magnesium, magan, kopper og sink bindes permanent til enzymet, og er viktig for noen i metabolismen.
Organiske forbindelser kalles koenzymer og er bundet løst til enzymet, og forandres under reaksjon. De skal:
- Fjerne eller legge til kjemiske grupper
- Bidra til elektrontransport
Etter reaksjonen gjendannes enzymet og kan være med på samme reaksjon.