Ensüüm

Ensüüm on bioloogiline makromolekul, tavaliselt valk, mis katalüüsib keemilisi reaktsioone organismides. Enamik ensüüme on spetsiifilised ühe või mõne konkreetse substraadi suhtes ja suurendavad reaktsiooni kiirust, alandades aktiveerimisenergia. Enamasti on ensüümid valgud, kuid mõningad ribosüümid võivad toimida katalüsaatoritena.

Aktiivne koht ja toimemehhanism: Substraat seostub aktiivsele kohale, moodustub ensüüm-substraadi kompleks; mõnel juhul kaasab konformatsioonimuutusega toimiv muutus (induced fit) täiendava stabiilsuse. Reaktsiooni kiirus on kirjeldatav Michaelis-Menten kineetika abil: Km peegeldab substraadi seostuvust ja Vmax on maksimaalne kiirus, kui kõik aktiivsed kohad on täidetud. kcat näitab ühe ensüümi molekuli lõhustatavate substraadide arvu sekundis.

Klassifikatsioon ja näited: Enamlevinud klassid hõlmavad hüdrolaasid (nt amülaas, proteaas, lipaas), transferaasid, oksüdo‑reduktaase (dehüdrogenaasid) ja ligaasid ning isomeraase. Mõned ensüümid on riboensüümid, mis koosnevad RNA-st ja täidavad katalüütilisi rolle. Paljudel ensüümidel on ka proensüümidena (zymogeenid) inaktiivne vorm enne aktiveerimist.

Regulatsioon ja keskkond: Ensüümi aktiivsust mõjutavad temperatuur, pH ja soolade kontsentratsioon. Kofaktorid ja koensüümid (nt NAD+, NADP+, FAD, CoA) on mõne reaktsiooni jaoks vajalikud. Inhibiitorid võivad olla konkurentsed või mittekonkurentsed ning ensüümi aktiivsust reguleeritakse allosteeriliselt. Protsessid, mis kontrollivad geneetilist ekspressiooni ja kontsentratsiooni, mängivad olulist rolli geenide reguleerimises.

Rakendused: Ensüüme kasutatakse toiduainetööstuses, biotehnoloogias ja diagnostikas ning meditsiinis, sealhulgas ensüümiasendusravis ja ravimitöötluses. Nende toimimise mõistmine on keskne bioloogias ja tööstuslike bioprotsesside arendamisel.