Klíčový rozdíl mezi volnými a imobilizovanými enzymy je ten, že volné enzymy jsou enzymy, které nejsou vázány na žádný substrát, zatímco imobilizované enzymy se nemohou přesunout z jednoho místa na druhé.
Pro některé důležité funkce v našem těle, jako je trávení, dýchání a vylučování, potřebujeme chemikálie, které mohou tento proces urychlit. Tyto chemikálie jsou známé jako enzymy. Tyto enzymy hrají důležitou roli ve všech živých věcech, a proto řídí všechny biologické procesy.
Enzymy jsou bílkoviny. Mají katalytické schopnosti. Metabolické procesy uvnitř buněk obvykle provádějí enzymy. Někdy existuje soubor enzymů, které potřebujeme pro určitý proces. V katalytickém procesu se látka, na kterou enzym působí, nazývá substrát. Enzym může přeměnit substrát na jednu nebo více dalších látek pojmenovaných jako produkty.
Co jsou volné enzymy?
Volné enzymy jsou enzymy, které nejsou vázány na žádnou molekulu substrátu. Katalytická reakce, která zahrnuje enzym, probíhá vazbou enzymu se substrátem. Na enzymu je aktivní místo, které umožňuje substrátu se s ním vázat. Proto katalýza závisí hlavně na aktivitě postranních řetězců aminokyselin, které jsou uspořádány v aktivním místě. Komplex enzym-substrát je pojmenován jako meziprodukt katalytické reakce.
Obrázek 1: Obrázek enzymu glykosidázy
Důležitější je, že substrát by měl mít tvar odpovídající aktivnímu místu enzymu; jinak nebude závazný. Proto má substrát specifickou strukturu, která jim umožňuje zapadnout do konkrétního enzymu. Když enzym poskytne substrátu povrch k navázání, sníží se aktivační energie reakce. Po navázání substrátu tvoří meziprodukt a tento krok mezivýroby se nazývá přechodový stav. V tomto kroku dochází k rozpadu vazby a tvorbě vazeb, kde se chemická struktura substrátu mění, zatímco struktura enzymu zůstává konstantní. Po vytvoření produktů mají tyto produkty tvar, který nevyhovuje aktivnímu místu enzymu, a proto se produkty z enzymu uvolňují. Poté můžeme pozorovat volný enzym, který se může znovu vázat s jinými substráty za vzniku podobných produktů. Podobně katalytický cyklus pokračuje.
Co jsou to imobilizované enzymy?
Imobilizované enzymy jsou enzymy, které jsou připojeny k inertnímu materiálu. Tyto enzymy se nemohou přesunout z jednoho místa na druhé. Obvykle je materiál, na který je enzym navázán, inertní a nerozpustný, např. alginát vápenatý vyrobený ze směsi roztoku alginátu sodného a roztoku enzymu v přítomnosti chloridu vápenatého. Imobilizace enzymu může poskytnout zvýšenou odolnost vůči změnám pH a teplotním změnám. To také umožňuje enzymu být připojen na jednom místě až do konce reakce. Proto můžeme snadno oddělit enzym od produktů a použít je znovu v reakci.
Imobilizovaných enzymů je mnoho komerčních využití kvůli pohodlí (k provedení reakce stačí malé množství enzymu), ekonomice (snadná recyklace biokatalyzátoru) a stabilitě (typicky tento typ enzymu má skvělá tepelná a provozní stabilita než volný enzym).
Obrázek 02: Alginátový gel pro imobilizaci enzymů
K imobilizaci enzymu můžeme použít různé metody, které zahrnují vazbu afinitní značky, adsorpci na sklo, alginátové kuličky nebo matrici, zachycení, metodu křížových vazeb, kovalentní vazbu atd.
Jaký je rozdíl mezi volnými a imobilizovanými enzymy?
Volné a imobilizované enzymy jsou dvě různé fáze enzymů. Klíčový rozdíl mezi volnými a imobilizovanými enzymy je ten, že volné enzymy jsou enzymy, které nejsou vázány na žádný substrát, zatímco imobilizované enzymy se nemohou přesunout z jednoho místa na druhé.
Níže uvedená tabulka uvádí další rozdíly mezi volnými a imobilizovanými enzymy.
Shrnutí – bezplatné vs. imobilizované enzymy
Enzymy jsou bílkoviny. Existují různé různé enzymy, které jsou užitečné v biologických procesech. Enzym se váže se substrátem za vzniku produktů. Pokud není navázán žádný substrát, enzym je ve „volném“stavu. Navíc můžeme imobilizovat enzym pro komerční účely. Klíčový rozdíl mezi volnými a imobilizovanými enzymy je ten, že volné enzymy jsou enzymy, které nejsou vázány na žádný substrát, zatímco imobilizované enzymy se nemohou přesunout z jednoho místa na druhé.
