A fő különbség a szabad és az immobilizált enzimek között az, hogy a szabad enzimek olyan enzimek, amelyek nem kötődnek semmilyen szubsztráthoz, míg az immobilizált enzimek nem mozoghatnak egyik helyről a másikra.
Testünk bizonyos fontos funkcióihoz, mint például az emésztés, a légzés és a kiválasztás, vegyi anyagokra van szükségünk, amelyek felgyorsíthatják a folyamatot. Ezeket a vegyi anyagokat enzimeknek nevezik. Ezeknek az enzimeknek minden élőlényben fontos szerepük van, és ezáltal szabályozzák az összes biológiai folyamatot.
Az enzimek fehérjék. Katalitikus képességekkel rendelkeznek. Általában a sejteken belüli anyagcsere folyamatokat enzimek hajtják végre. Néha egy sor enzimre van szükségünk egy adott folyamathoz. A katalitikus folyamatban azt az anyagot, amelyre az enzim hat, szubsztrátumnak nevezik. Egy enzim képes átalakítani egy szubsztrátot egy vagy több más anyaggá, amelyeket terméknek neveznek.
Mik azok a szabad enzimek?
A szabad enzimek olyan enzimek, amelyek nem kötődnek egyetlen szubsztrát molekulához sem. Egy enzimet magában foglaló katalitikus reakció az enzim szubsztráthoz való kötődésén keresztül megy végbe. Az enzimen van egy aktív hely, amely lehetővé teszi, hogy a szubsztrát kötődjön hozzá. Ezért a katalízis elsősorban az aktív helyen elhelyezkedő aminosav-oldalláncok aktivitásától függ. Az enzim-szubsztrát komplexet a katalízis reakció közbenső termékének nevezik.
1. ábra: A glikozidáz enzim képe
Ennél is fontosabb, hogy a szubsztrát alakja illeszkedjen az enzim aktív helyéhez; különben nem köt le. Ezért a szubsztrát specifikus szerkezettel rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy egy adott enzimbe illeszkedjenek. Amikor az enzim a szubsztrát számára köt felületet biztosít, a reakció aktiválási energiája csökken. A szubsztrát megkötése után az intermedier terméket képezi, és a köztes termelés ezen lépését átmeneti állapotnak nevezzük. Ennél a lépésnél a kötés felszakadása és kötések kialakulása következik be, ahol a szubsztrát kémiai szerkezete megváltozik, miközben az enzim szerkezete állandó marad. A termékek kialakulása után ezeknek a termékeknek olyan formája van, amely nem illeszkedik az enzim aktív helyéhez, ezért a termékek kiszabadulnak az enzimből. Ezt követően megfigyelhetjük azt a szabad enzimet, amely más szubsztrátokhoz kapcsolódva ismét hasonló termékeket állít elő. Hasonlóképpen, a katalitikus ciklus folytatódik.
Mik azok az immobilizált enzimek?
Az immobilizált enzimek olyan enzimek, amelyek inert anyaghoz kapcsolódnak. Ezek az enzimek nem tudnak egyik helyről a másikra mozogni. Általában az anyag, amelyhez az enzim kötődik, inert és oldhatatlan, pl. kalcium-alginát, amelyet nátrium-alginát-oldat és enzimoldat keverékéből állítanak elő kalcium-klorid jelenlétében. Egy enzim immobilizálása fokozott ellenállást biztosít a pH-változásokkal és a hőmérséklet-változásokkal szemben. Azt is lehetővé teszi, hogy az enzim egyetlen helyre kapcsolódjon a reakció végéig. Ezért könnyen elválaszthatjuk az enzimet a termékektől, hogy újra felhasználhassuk őket egy reakcióban.
Az immobilizált enzimeknek számos kereskedelmi felhasználása létezik a kényelem (kis mennyiségű enzim elegendő a reakció végrehajtásához), a gazdaságosság (a biokatalizátor könnyen újrahasznosítható) és a stabilitás miatt (jellemzően az ilyen típusú enzimek nagy termikus és működési stabilitás, mint a szabad enzim).
02. ábra: Alginát gél enzimek rögzítésére
Különböző módszereket használhatunk egy enzim rögzítésére, beleértve az affinitás-tag kötődést, adszorpciót üvegre, alginát gyöngyökre vagy mátrixra, befogást, keresztkötési módszert, kovalens kötést stb.
Mi a különbség a szabad és az immobilizált enzimek között?
A szabad és az immobilizált enzimek az enzimek két különböző fázisa. A fő különbség a szabad és az immobilizált enzimek között az, hogy a szabad enzimek olyan enzimek, amelyek nem kötődnek semmilyen szubsztráthoz, míg az immobilizált enzimek nem mozoghatnak egyik helyről a másikra.
Az alábbi táblázat további különbségeket sorol fel a szabad és az immobilizált enzimek között.
Összefoglaló – Ingyenes vs immobilizált enzimek
Az enzimek fehérjék. Számos különböző enzim létezik, amelyek hasznosak a biológiai folyamatokban. Egy enzim egy szubsztráthoz kötődik, így termékeket hoz létre. Ha nincs szubsztrát kötve, az enzim „szabad” állapotban van. Sőt, egy enzimet kereskedelmi célokra rögzíthetünk. A fő különbség a szabad és az immobilizált enzimek között az, hogy a szabad enzimek olyan enzimek, amelyek nem kötődnek semmilyen szubsztráthoz, míg az immobilizált enzimek nem mozoghatnak egyik helyről a másikra.
