Innhold
Moderne vitenskap har oppdaget at mange viktige biologiske prosesser ville være umulige uten enzymer. Livet på jorden avhenger av biokjemiske reaksjoner som bare kan oppstå når de blir katalysert av enzymer. Men enzymatiske reaksjoner kan fortsatt skje for sakte hvis konsentrasjonen av enzymer i et reaktivt system er lav.
Akselererte reaksjoner
Enzymer hjelper kjemiske reaksjoner ved å få molekyler til å samvirke på en måte som reduserer energimengden som trengs for å starte en reaksjon. Denne energien, kjent som aktiveringsenergi, leveres av miljøet. For eksempel kan den omgivende termiske energi assosiert med en omgivelsestemperatur brukes som aktiveringsenergi. Hastigheten av kjemiske reaksjoner i biologiske miljøer er ofte begrenset av begrensede mengder omgivelsesenergi, men enzymer overvinner denne begrensningen fordi de gjør det mulig for en mindre mengde energi å aktivere flere reaksjoner.
Ett enzym, en reaksjon
I de fleste situasjoner har reduserende enzymkonsentrasjon en direkte innflytelse på enzymaktiviteten fordi hvert enzymmolekyl bare er i stand til å katalysere en reaksjon om gangen. Molekylet som et enzym binder seg til kalles et substrat. Generelt binder ett enzym seg til ett underlag for å senke aktiveringsenergien for en kjemisk reaksjon. Hvis alle enzymene i et system er bundet til underlag, må ytterligere substratmolekyler vente på at et enzym blir tilgjengelig etter at reaksjonen er fullført. Dette betyr at reaksjonshastigheten vil avta når enzymkonsentrasjonen synker.
Et en-til-en-forhold
I de fleste biologiske miljøer er konsentrasjonen av enzymer lavere enn konsentrasjonen av underlag. Så lenge dette stemmer, er forholdet mellom enzymkonsentrasjon og enzymaktivitet direkte proporsjonalt. På en graf som viser reaksjonshastighet kontra enzymkonsentrasjon, ser dette direkte proporsjonale forholdet ut som en rett linje med en helning på en. Med andre ord øker et ytterligere enzym hastigheten med en reaksjon per tidsenhet, og ett fjernet enzym reduserer hastigheten med en reaksjon per tidsenhet.
Enzymer uten underlag
Et unntak fra det direkte proporsjonale forholdet er at synkende enzymkonsentrasjon ikke vil føre til redusert enzymaktivitet hvis substratkonsentrasjonen er lavere enn enzymkonsentrasjonen. I denne situasjonen har de fjernede enzymer ingen effekt fordi systemet fremdeles har tilstrekkelige enzymer til å binde seg til alle tilgjengelige underlag. Dermed vil en graf over enzymaktivitet kontra enzymkonsentrasjon til slutt flate ut i en flat linje når enzymkonsentrasjonen øker til et nivå som ligner på substratkonsentrasjonen.