|
|||
จากที่กล่าวในบทที่แล้วว่าเอนไซม์จะจับกับซับสเตรต แล้วเกิดเป็นโมเลกุลเชิงซ้อนของเอนไซม์กับซับสเตรต (enzyme-substrate complex) การจับกันระหว่างซับสเตรตกับเอนไซม์นอกจากจะต้องอาศัยการเข้ากันทางรูปร่างแล้ว ยังต้องอาศัยการเข้ากันทางด้านคุณสมบัติทางเคมีอีกด้วย เพื่อให้มีแรงจับชนิดอ่อน (weak interaction) เช่น พันธะไฮโดรเจน (hydrogen bond) แรงไฮโดรโฟบิก (hydrophobic interaction) และแรงแวนเดอร์ วาลส์ (Van der Walls interaction) เกิดขึ้นระหว่างกรดอะมิโนในบริเวณเร่งของเอนไซม์กับซับสเตรต กระบวนการที่สำคัญในขั้นตอนนี้มีกลไกที่สำคัญสามกลไก ดังนี้ 1. การเร่งแบบกรดหรือเบสทั่วไป (general acid-base catalysis) 2. การเร่งแบบเกิดพันธะโควาเลนต์ (covalent catalysis) 3. การเร่งโดยไอออนของโลหะ (metal ion catalysis)
|
|||
|
|||
การที่สารดังกล่าวมีประจุอยู่ในตัวได้เพียงชั่วขณะ ตัวอย่างเอนไซม์ที่มีการเร่งปฏิกิริยาแบบกรดเบสทั่วไป คือ ไคโมทริปซิน |
|||
|
|||
|
|||
เป็นการเร่งปฏิกิริยาในลักษณะที่มีพันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นระหว่างเอนไซม์และ ซับสเตรตเพียงชั่วคราว ซึ่งจะมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีต่อไปจนในที่สุด ได้เป็นเอนไซม์กับผลผลิตของปฏิกิริยาออกมา |
|||
ตัวอย่าง เช่น การสลายสาร A-B ด้วยน้ำ |
|||
เมื่อมีเอนไซม์ซึ่งมีกลไกการเร่งปฏิกิริยาเป็นแบบ "การเร่งแบบเกิดพันธะโควาเลนต์ชั่วคราว" จะเกิดปฏิกิริยา โดยให้มีหมู่ x: เป็นหมู่ที่เกิดพันธะโควาเลนต์แบบชั่วคราวแล้วเกิดการสลาย A-B ด้วยน้ำได้ดังนี้
|
|||
เป็นการเร่งปฏิกิริยาในลักษณะที่เกิดแรงดึงดูดระหว่างประจุที่ต่างกันได้เป็นพันธะ ไอออนิกระหว่างไอออนโลหะที่จับอยู่กับเอนไซม์กับซับสเตรต ไอออนโลหะยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชัน -รีดักชัน ในบริเวณเร่งของเอนไซม์อีกด้วย |
|||
ตัวอย่างไอออนโลหะที่มีส่วนช่วยในการเร่งปฏิกิริยา Fe2+/Fe3+ Cu2+ Zn2+ Mn2+ และ Co2+ |
|||
ตัวอย่างไอออนในเอนไซม์ที่อยู่บริเวณที่ช่วยเร่งให้ปฏิกิริยาเคมี
เอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส มี Zn2+(วงกลมสีเทา)
อยู่ในบริเวณเร่ง |
|||
ตัวอย่างของเอนไซม์ที่มีการเร่งโดยไอออนของโลหะ ได้แก่ คาร์บอกซีเปปติเดส มี Zn2+ ช่วยเร่งปฏิกิริยา และ ไซโตโครม ซี ออกซิเดส ที่มี Cu 2+ช่วยในการเร่งปฏิกิริยา เป็นต้น |
|||
แต่ในความเป็นจริงนั้นเอนไซม์อาจจะเร่งปฏิกิริยาโดยอาศัยกลไกต่างๆ เหล่านี้ร่วมกัน เช่น เอนไซม์ไคโมทริปซินจะใช้ทั้งการเร่งแบบเกิดพันธะโควาเลนต์ และ การเร่งแบบกรดเบสทั่วไปร่วมกัน เพื่อเร่งปฏิกิริยาการตัดพันธะเพปไทด์ | |||
ตัวอย่างปฏิกิริยาเคมี
เอนไซม์ไคโมทริปซิน จะเกิดการเร่งปฏิกิริยาเคมี โดยการสร้างพันธะโควาเลนต์
|
|||