Metabolisme verwijst naar elk chemisch proces dat plaatsvindt binnen of tussen cellen. Er zijn twee soorten metabolisme: anabolisme, waarbij kleinere moleculen worden gesynthetiseerd om grotere te maken; en katabolisme, waarbij grotere moleculen worden opgesplitst in kleinere. De meeste chemische reacties in cellen vereisen een katalysator om te beginnen. Enzymen, die grote eiwitmoleculen zijn die in het lichaam worden aangetroffen, bieden de perfecte katalysator omdat ze de chemicaliën in de cellen kunnen veranderen zonder zichzelf te veranderen.

Metabolisme verklaard |

Stofwisseling is een overkoepelende term die verwijst naar elk cellulair proces dat een chemische reactie impliceert. Glycolyse is een voorbeeld van een katabolisch cellulair proces; tijdens dit proces wordt glucose afgebroken tot pyruvaat. Wanneer zuurstof en waterstof samenkomen om water te vormen aan het einde van de elektronentransportketen, is dat een voorbeeld van een anabolisch proces, waarbij kleinere moleculen samen een groter molecuul vormen.

Enzymen als katalysatoren

De meeste chemische reacties in cellen komen niet spontaan voor. In plaats daarvan hebben ze een katalysator nodig om ze op gang te krijgen. In veel gevallen kan warmte een katalysator zijn, maar dit is inefficiënt omdat warmte niet op een gecontroleerde manier op moleculen kan worden toegepast. De meeste chemische reacties vereisen dus interactie met een enzym. Enzymen binden zich met bepaalde reactanten tot de chemische reactie optreedt en dan zichzelf bevrijden. De enzymen zelf worden niet veranderd door de chemische reactie.

Lock-and-Key-model

Enzymen binden niet willekeurig aan moleculen; in plaats daarvan is elk enzym ontworpen om alleen aan een bepaald molecuul te binden, bekend als het substraat. Op het substraat bevindt zich een gevouwen groep polypeptideketens, die een groef vormen. Het juiste enzym heeft een vergelijkbare groep polypeptideketens, waardoor het aan het substraat kan binden. Andere enzymen zullen polypeptideketens bevatten die niet overeenkomen.

In 1894 noemde wetenschapper Emil Fischer dit model het lock-and-key-model omdat het enzym en substraat bij elkaar passen als een sleutel in een slot. Volgens een passage over metabolisme gepubliceerd door Titan Education is dit niet helemaal correct omdat sommige enzymen ongelijk aan het einde van het katalytische proces breken.

Voorbeeld

Een voorbeeld van een enzym dat past in de slot en sleutelmodel is sucrase. Sucrase bevat polypeptideketens waardoor het aan sucrose kan binden. Zodra sucrase en sucrose binden, reageren ze met water en sucrose wordt afgebroken tot glucose en fructose. Het enzym wordt dan bevrijd en kan opnieuw worden gebruikt om een ​​ander molecuul sucrose af te breken.

Ongelijke breuklijnen

Pancreaslipase werkt als een katalysator om triglyceriden af ​​te breken. In tegenstelling tot sucrose, worden triglyceriden niet gelijkelijk afgebroken in twee moleculen van verschillende stoffen. In plaats daarvan worden triglyceriden afgebroken tot twee monoglyceriden en één vetzuur.