Sisu
Kaasaegne teadus on avastanud, et paljud olulised bioloogilised protsessid oleksid ilma ensüümideta võimatud. Elu Maal sõltub biokeemilistest reaktsioonidest, mis võivad piisava kiirusega toimuda ainult ensüümide katalüüsimisel. Kuid ensümaatilised reaktsioonid võivad ikkagi toimuda liiga aeglaselt, kui ensüümide kontsentratsioon reaktiivses süsteemis on madal.
Kiirendatud reaktsioonid
Ensüümid aitavad keemilisi reaktsioone, põhjustades molekulide vastasmõju viisil, mis vähendab reaktsiooni käivitamiseks vajalikku energiakogust. Seda energiat, mida nimetatakse aktiveerimisenergiaks, varustab keskkond. Näiteks aktiveerimise energiana saab kasutada keskkonna temperatuuriga seotud ümbritsevat soojusenergiat. Keemiliste reaktsioonide kiirust bioloogilises keskkonnas piiravad sageli ümbritseva energia piiratud kogused, kuid ensüümid ületavad selle piirangu, kuna võimaldavad väiksema energiakoguse abil aktiveerida rohkem reaktsioone.
Üks ensüüm, üks reaktsioon
Enamikes olukordades mõjutab ensüümi kontsentratsiooni vähenemine otsest ensüümi aktiivsust, kuna iga ensüümi molekul suudab katalüüsida ainult ühte reaktsiooni korraga. Molekuli, millega ensüüm seondub, nimetatakse substraadiks. Üldiselt seostub üks ensüüm ühe substraadiga, et alandada ühe keemilise reaktsiooni aktiveerimisenergiat. Kui kõik süsteemi ensüümid on seotud substraatidega, peavad täiendavad substraadimolekulid ootama ensüümi saadavust pärast reaktsiooni lõppemist. See tähendab, et ensüümide kontsentratsiooni vähenedes reaktsioonide kiirus väheneb.
Üks-ühele suhe
Enamikus bioloogilistes keskkondades on ensüümide kontsentratsioon madalam kui substraatide kontsentratsioon. Kuni see on tõsi, on ensüümi kontsentratsiooni ja ensüümi aktiivsuse suhe otseselt proportsionaalne. Graafikul, mis näitab reaktsiooni kiirust versus ensüümi kontsentratsiooni, näib see otseselt proportsionaalne suhe sirgjoonena, mille kalle on üks. Teisisõnu, üks täiendav ensüüm suurendab kiirust ühe reaktsiooni võrra ajaühikus ja üks eemaldatud ensüüm vähendab kiirust ühe reaktsiooni võrra ajaühikus.
Ensüümid ilma substraatideta
Erandiks otseselt proportsionaalsest suhtest on see, et ensüümi kontsentratsiooni vähenemine ei põhjusta ensüümi aktiivsuse vähenemist, kui substraadi kontsentratsioon on madalam kui ensüümi kontsentratsioon. Selles olukorras ei ole eemaldatud ensüümidel mingit mõju, kuna süsteemil on endiselt piisavalt ensüüme, et seostuda kõigi saadaolevate substraatidega. Seega tasandab ensüümi aktiivsuse ja ensüümi kontsentratsiooni graafik lõpuks tasase joone, kuna ensüümi kontsentratsioon tõuseb tasemele, mis sarnaneb substraadi kontsentratsiooniga.