Блокування проти ключа проти індукованого пристосування
Ферменти відомі як біологічні каталізатори, які використовуються майже в кожній клітинній реакції, в організмах. Вони можуть збільшувати швидкість біохімічної реакції, не змінюючи сам фермент реакцією. Завдяки його повторному використанню навіть невелика концентрація ферменту може бути дуже ефективною. Всі ферменти мають білки та кульову форму. Однак, як і всі інші каталізатори, ці біологічні каталізатори не змінюють кінцеву кількість продуктів, і вони не можуть спричинити реакції. На відміну від інших нормальних каталізаторів, ферменти каталізують лише один тип оборотної реакції, так звану реакцію, специфічну. Оскільки, ферменти є білками; вони можуть працювати в межах певного діапазону температури, тиску та рН. Більшість ферментів каталізують реакції, створюючи серію «фермент-субстратні комплекси». У цих комплексах субстрат найбільш щільно зв'язується з ферментами, що відповідають перехідному стану. Цей стан має найнижчу енергію; отже, він більш стійкий, ніж перехідний стан некаталізованої реакції. Отже, фермент знижує енергію активації біологічної реакції, яку він каталізує. Дві основні теорії використовуються для пояснення того, як утворюються ферменти-субстрати. Вони - теорія замикань і ключів та теорія індукованого прилягання.
Модель замка і ключа
Ферменти мають дуже точну форму, яка включає в себе щілину або кишеню, що називається активними ділянками. У цій теорії субстрат вписується в активний сайт, як ключ у замок. В основному іонні зв’язки та водневі зв’язки утримують субстрат в активних місцях, утворюючи фермент-субстратний комплекс. Після його утворення фермент каталізує реакцію, допомагаючи змінювати субстрат, або розбиваючи його, або з'єднуючи шматки разом. Ця теорія залежить від точного контакту між активними ділянками та субстратом. Тому ця теорія може бути не зовсім коректною, особливо, коли бере участь випадковий рух молекул субстрату.
Модель індукованого типу
У цій теорії активний сайт змінює свою форму, щоб укрити молекулу субстрату. Після зв’язування з певним субстратом фермент набуває найефективнішої форми. Тому на форму ферменту впливає субстрат, подібно до форми рукавички, ураженої рукою, яка носить його. Тоді в свою чергу молекула ферменту спотворює молекулу субстрату, напружуючи зв’язки і робить субстрат менш стійким, тим самим знижуючи енергію активації реакції. Оскільки енергія активації низька, реакція відбувається з великою швидкістю, утворюючи продукти. Після вивільнення продуктів місце активації ферменту повертається до початкової форми і зв'язує наступну молекулу субстрату..
Яка різниця між блокуванням ключа та індукованого пристосування?
• Теорія індукованого пристосування - це модифікована версія теорії блокування ключів.
• На відміну від теорії блокування та ключа, теорія індукованого прилягання не залежить від точного контакту між активним майданчиком та підкладкою.
• В теорії індукованого пристосування на форму ферменту впливає субстрат, тоді як в теорії блокування і ключа на форму субстрату впливає фермент..
• У теорії блокування ключів сайти активів мають точну форму, тоді як в теорії індукованого придатності активний сайт спочатку не має точної форми, але пізніше форма сайту формується відповідно до субстрату, який збирається зв’язувати.