Ensüümide

Ensüümid on bioloogilised katalüüdid, mis kiirendavad keemilisi reaktsioone. Enamasti nad on valgud, kuid mõningad RNA-molekulid (ribozüümid) võivad näidata katalüütilist aktiivsust. Iga ensüüm on oma substraadile spetsiifiline ning tööks vajab sobivat keskkonda ja aktiveerimiskohta, mida nimetatakse aktiivseks saidiks.

Iga ensüümi toimemehhanism hõlmab substraadi sidumist aktiivsele saidile ning reaktsiooni kulgu, mille kiirus sõltub rendist ja molekulisest sobivusest. Levinud mudelid on „lock-and-key“ ja „induced fit“, mille kohaselt substraat sobib tinglikult aktiivsele saidile ning kutsub esile konformatsioonimuutuseid.

Enamik ensüüme järgib Michaelis-Menten kineetikat: Km näitab substraadi kontsentratsiooni, mille puhul reaktsioonirikkus on poolenisti täidetud, ning Vmax on maksimaalne kiirus substraadi küllastumise korral. Tegurid nagu temperatuur ja pH mõjutavad ensüümide aktiivsust ja stabiilsust ning võivad viia denaturatsioonini, kui tingimused on liiga äärmuslikud.

Ensüümid võivad olla reguleeritud erinevalt: allosteerne regulatsioon, kovalentne modifikatsioon või proteolüütiline aktivatsioon (proentsüümid ehk zymogeenid). Ko-faktorid, mis aitavad katalüüsi, jagunevad orgaanilisteks koensüümideks (näiteks NAD+, FAD) ja anorgainilisteks ioonideks (nt Mg2+, Zn2+).

Oluline roll ensüümidel on metabolismis ja seedimises ning nad kasutatakse laialdaselt tööstuslike biokatalüsaatoritena, meditsiinis ja biotehnoloogias. Uuring ensüümide kohta on biokeemia keskne valdkond.