Kluczowa różnica między wolnymi i unieruchomionymi enzymami polega na tym, że wolne enzymy to enzymy, które nie są związane z żadnym substratem, podczas gdy unieruchomione enzymy nie mogą przemieszczać się z miejsca na miejsce.
Do niektórych ważnych funkcji w naszym ciele, takich jak trawienie, oddychanie i wydalanie, potrzebujemy substancji chemicznych, które mogą przyspieszyć ten proces. Te chemikalia są znane jako enzymy. Enzymy te odgrywają ważną rolę we wszystkich żywych organizmach, a tym samym zarządzają wszystkimi procesami biologicznymi.
Enzymy to białka. Mają zdolności katalityczne. Zwykle procesy metaboliczne wewnątrz komórek są przeprowadzane przez enzymy. Czasami istnieje zestaw enzymów, których potrzebujemy do konkretnego procesu. W procesie katalitycznym substancja, na którą działa enzym, nazywana jest substratem. Enzym może przekształcić substrat w jedną lub więcej innych substancji nazwanych jako produkty.
Co to są wolne enzymy?
Wolne enzymy to enzymy, które nie są związane z żadną cząsteczką substratu. Reakcja katalityczna z udziałem enzymu przebiega poprzez wiązanie enzymu z substratem. Na enzymie znajduje się miejsce aktywne, które umożliwia wiązanie się z nim substratu. Dlatego kataliza zależy głównie od aktywności łańcuchów bocznych aminokwasów, które są ułożone w miejscu aktywnym. Kompleks enzym-substrat nazywany jest produktem pośrednim reakcji katalizy.
Rysunek 1: Obraz enzymu glikozydazy
Co ważniejsze, substrat powinien mieć kształt dopasowany do aktywnego miejsca enzymu; w przeciwnym razie nie będzie się wiązać. Dlatego substrat ma specyficzną strukturę, która pozwala na dopasowanie ich do konkretnego enzymu. Gdy enzym zapewnia substratowi powierzchnię do wiązania, energia aktywacji reakcji jest zmniejszona. Po związaniu substratu tworzy produkt pośredni, a ten etap produkcji pośredniej nazywany jest stanem przejściowym. Na tym etapie dochodzi do zerwania wiązań i tworzenia wiązań, w których zmienia się struktura chemiczna substratu, podczas gdy struktura enzymu pozostaje stała. Po utworzeniu produktów, produkty te mają kształt, który nie pasuje do aktywnego miejsca enzymu i dlatego produkty są uwalniane z enzymu. Następnie możemy obserwować wolny enzym, który może ponownie wiązać się z innymi substratami, dając podobne produkty. Podobnie, cykl katalityczny trwa.
Co to są unieruchomione enzymy?
Unieruchomione enzymy to enzymy przyłączone do obojętnego materiału. Enzymy te nie mogą przemieszczać się z jednego miejsca w drugie. Zwykle materiał, z którym związany jest enzym, jest obojętny i nierozpuszczalny, np. alginian wapnia wytwarzany z mieszaniny roztworu alginianu sodu i roztworu enzymu w obecności chlorku wapnia. Immobilizacja enzymu może zapewnić zwiększoną odporność na zmiany pH i zmiany temperatury. Pozwala również na przyłączenie enzymu w jednym miejscu do końca reakcji. Dlatego możemy łatwo oddzielić enzym od produktów, aby użyć ich ponownie w reakcji.
Istnieje wiele komercyjnych zastosowań immobilizowanych enzymów ze względu na wygodę (niewielka ilość enzymu wystarcza do przeprowadzenia reakcji), oszczędność (łatwy recykling biokatalizatora) i stabilność (zazwyczaj ten typ enzymu ma świetna stabilność termiczna i operacyjna niż wolny enzym).
Rysunek 02: Żel alginianowy do unieruchamiania enzymów
Możemy zastosować różne metody unieruchomienia enzymu, które obejmują wiązanie znacznika powinowactwa, adsorpcję na szkle, kulkach alginianowych lub matrycy, uwięzienie, metodę sieciowania, wiązanie kowalencyjne itp.
Jaka jest różnica między wolnymi a unieruchomionymi enzymami?
Wolne i unieruchomione enzymy to dwie różne fazy enzymów. Kluczowa różnica między enzymami wolnymi i unieruchomionymi polega na tym, że wolne enzymy to enzymy, które nie są związane z żadnym substratem, podczas gdy unieruchomione enzymy nie mogą przemieszczać się z jednego miejsca w drugie.
Poniższa tabela zawiera więcej różnic między wolnymi i unieruchomionymi enzymami.
Podsumowanie – Enzymy darmowe kontra unieruchomione
Enzymy to białka. Istnieje wiele różnych enzymów przydatnych w procesach biologicznych. Enzym wiąże się z substratem, dając produkty. Gdy nie ma związanego substratu, enzym jest w stanie „wolnym”. Ponadto możemy unieruchomić enzym w celach komercyjnych. Kluczowa różnica między enzymami wolnymi i unieruchomionymi polega na tym, że wolne enzymy to enzymy, które nie są związane z żadnym substratem, podczas gdy unieruchomione enzymy nie mogą przemieszczać się z jednego miejsca w drugie.
