Creatas/Creatas/Getty Images

Enzymen zijn gespecialiseerde eiwitten die biochemische reacties katalyseren door nauwkeurige driedimensionale structuren aan te nemen. Wanneer hun vorm wordt verstoord, verliezen ze hun activiteit. Twee primaire mechanismen verminderen de effectiviteit van enzymen:door hitte geïnduceerde denaturatie en chemische remming.

Denaturatie door hitte

In een stabiel enzym trillen de atomen, maar blijft de eiwitketen gevouwen. Het verhogen van de temperatuur verhoogt de moleculaire beweging, waardoor het enzym zich uiteindelijk ontvouwt en zijn functionele conformatie verliest. De meeste dierlijke enzymen bereiken hun piekactiviteit rond de fysiologische temperatuur (≈37°C) en beginnen hun activiteit te verliezen zodra de temperatuur ongeveer 40°C overschrijdt. Extremofiele bacteriën beschikken echter over enzymen die bestand zijn tegen temperaturen rond het kookpunt, waardoor ze kunnen gedijen in warmwaterbronnen.

Actieve site:de reactiehub

De actieve plaats is de katalytische pocket van het enzym, analoog aan een mond die het substraat vasthoudt. Een juiste uitlijning van specifieke zijketens van aminozuren is essentieel voor het binden van het substraat en het vergemakkelijken van de chemische transformatie. Als de 3D-vorm van de actieve plaats vervormd is, kan het enzym zijn reactie niet uitvoeren.

Concurrentieremmers

Competitieve remmers bootsen het substraat na en binden zich rechtstreeks aan de actieve plaats, waardoor de toegang tot het substraat wordt geblokkeerd. Omdat ze kunnen dissociëren, zijn veel daarvan omkeerbaar en zorgen ervoor dat het enzym weer actief wordt zodra de remmer is verwijderd.

Niet-competitieve (allosterische) remmers

Deze remmers hechten zich aan andere regulerende plaatsen dan de actieve plaats. Binding verandert de conformatie van het enzym, waardoor de actieve site effectief wordt gesloten of uitgeschakeld. Allosterische remming kan tegelijkertijd hele enzymcomplexen tot zwijgen brengen wanneer een enkele remmer zich bindt aan de regulerende regio van één subeenheid.

Het begrijpen van deze mechanismen is van cruciaal belang voor gebieden variërend van het ontwerpen van geneesmiddelen tot industriële biotechnologie.