Ключовата разлика между свободните и имобилизираните ензими е, че свободните ензими са ензими, които не са свързани с никакъв субстрат, докато имобилизираните ензими не могат да се преместват от едно място на друго.
За някои важни функции в тялото ни, като храносмилане, дишане и отделяне, имаме нужда от химикали, които могат да ускорят процеса. Тези химикали са известни като ензими. Тези ензими играят важна роля във всички живи същества и по този начин управляват всички биологични процеси.
Ензимите са протеини. Имат каталитични способности. Обикновено метаболитните процеси в клетките се осъществяват от ензими. Понякога има набор от ензими, от които се нуждаем за определен процес. В каталитичния процес веществото, върху което действа ензимът, се нарича субстрат. Един ензим може да преобразува субстрат в едно или повече други вещества, наречени продукти.
Какво представляват безплатните ензими?
Свободните ензими са ензими, които не са свързани с никоя субстратна молекула. Каталитична реакция, която включва ензим, протича чрез свързване на ензима със субстрат. Има активно място на ензим, което позволява на субстрата да се свърже с него. Следователно катализата зависи главно от активността на страничните вериги на аминокиселините, които са подредени в активния център. Комплексът от ензим-субстрат се нарича междинен продукт на катализната реакция.
Фигура 1: Изображение на ензима гликозидаза
По-важното е, че субстратът трябва да има съответстваща форма на активното място на ензима; в противен случай няма да се обвърже. Следователно, субстратът има специфична структура, която им позволява да се поберат в определен ензим. Когато ензимът осигури на субстрата повърхност за свързване, енергията на активиране на реакцията се намалява. След свързването на субстрата, той образува междинния продукт и тази стъпка на междинното производство се нарича преходно състояние. На тази стъпка възниква разкъсване на връзка и образуване на връзка, където химическата структура на субстрата се променя, докато структурата на ензима остава постоянна. След образуването на продуктите, тези продукти имат форма, която не отговаря на активното място на ензима и следователно продуктите се освобождават от ензима. След това можем да наблюдаваме свободния ензим, който може да се свърже с други субстрати отново, за да даде подобни продукти. По същия начин каталитичният цикъл продължава.
Какво представляват имобилизираните ензими?
Имобилизираните ензими са ензими, които са прикрепени към инертен материал. Тези ензими не могат да се преместват от едно място на друго. Обикновено материалът, към който е свързан ензимът, е инертен и неразтворим, напр. калциев алгинат, произведен от смес от разтвор на натриев алгинат и ензимен разтвор в присъствието на калциев хлорид. Имобилизирането на ензима може да осигури повишена устойчивост на промени в рН и температурни промени. Той също така позволява на ензима да бъде прикрепен към едно място до края на реакцията. Следователно можем лесно да отделим ензима от продуктите, за да ги използваме отново в реакция.
Има много търговски употреби на имобилизирани ензими поради удобството (малко количество от ензима е достатъчно, за да извърши реакция), икономичността (лесен за рециклиране на биокатализатора) и стабилността (обикновено този тип ензим има голяма термична и работна стабилност в сравнение със свободния ензим).
Фигура 02: Алгинатен гел за имобилизиране на ензими
Можем да използваме различни методи за обездвижване на ензим, което включва свързване с афинитетен етикет, адсорбция върху стъкло, алгинатни перли или матрица, улавяне, метод на кръстосано свързване, ковалентно свързване и др.
Каква е разликата между свободните и имобилизираните ензими?
Свободните и имобилизираните ензими са две различни фази на ензимите. Ключовата разлика между свободните и имобилизираните ензими е, че свободните ензими са ензими, които не са свързани с никакъв субстрат, докато имобилизираните ензими не могат да се преместват от едно място на друго.
Таблицата по-долу изброява повече разлики между свободни и имобилизирани ензими.
Обобщение – Безплатни срещу имобилизирани ензими
Ензимите са протеини. Има различни ензими, които са полезни в биологичните процеси. Ензимът се свързва със субстрат, за да даде продукти. Когато няма свързан субстрат, ензимът е в „свободно“състояние. Освен това можем да имобилизираме ензим за търговски цели. Ключовата разлика между свободните и имобилизираните ензими е, че свободните ензими са ензими, които не са свързани с никакъв субстрат, докато имобилизираните ензими не могат да се преместват от едно място на друго.
