Ključna razlika između slobodnih i imobiliziranih enzima je u tome što su slobodni enzimi enzimi koji nisu vezani ni za jedan supstrat, dok se imobilizirani enzimi ne mogu kretati s jednog mjesta na drugo.
Za neke važne funkcije u našem tijelu poput probave, disanja i izlučivanja, potrebne su nam kemikalije koje mogu ubrzati proces. Ove kemikalije poznate su kao enzimi. Ovi enzimi imaju važnu ulogu u svim živim bićima i stoga upravljaju svim biološkim procesima.
Enzimi su proteini. Imaju katalitičke sposobnosti. Obično se metabolički procesi unutar stanica odvijaju pomoću enzima. Ponekad postoji skup enzima koji su nam potrebni za određeni proces. U katalitičkom procesu tvar na koju enzim djeluje naziva se supstrat. Enzim može pretvoriti supstrat u jednu ili više drugih tvari koje se nazivaju produktima.
Što su besplatni enzimi?
Slobodni enzimi su enzimi koji nisu vezani ni za jednu molekulu supstrata. Katalitička reakcija koja uključuje enzim napreduje kroz vezanje enzima sa supstratom. Postoji aktivno mjesto na enzimu koje omogućuje supstratu da se veže s njim. Stoga kataliza uglavnom ovisi o aktivnosti bočnih lanaca aminokiselina koji su raspoređeni u aktivnom mjestu. Kompleks enzim-supstrat nazvan je kao međuprodukt reakcije katalize.
Slika 1: Slika enzima glikozidaze
Što je još važnije, supstrat treba imati oblik koji odgovara aktivnom mjestu enzima; inače se neće vezati. Stoga, supstrat ima specifičnu strukturu koja im omogućuje da stanu u određeni enzim. Kada enzim osigura supstratu površinu za vezanje, energija aktivacije reakcije se smanjuje. Nakon vezanja supstrata, on tvori međuproizvod, a ovaj korak proizvodnje međuproizvoda naziva se prijelazno stanje. U ovom koraku dolazi do pucanja veze i stvaranja veze gdje se kemijska struktura supstrata mijenja dok struktura enzima ostaje konstantna. Nakon što se proizvodi formiraju, ti proizvodi imaju oblik koji ne odgovara aktivnom mjestu enzima i stoga se proizvodi oslobađaju iz enzima. Nakon toga možemo promatrati slobodni enzim koji se može ponovno vezati s drugim supstratima i dati slične proizvode. Isto tako, katalitički ciklus se nastavlja.
Što su imobilizirani enzimi?
Imobilizirani enzimi su enzimi koji su vezani za inertni materijal. Ti se enzimi ne mogu kretati s jednog mjesta na drugo. Obično je materijal za koji je enzim vezan inertan i netopljiv, npr. kalcijev alginat proizveden iz mješavine otopine natrijevog alginata i otopine enzima u prisutnosti kalcijevog klorida. Imobilizacija enzima može pružiti povećanu otpornost na promjene pH i temperature. Također omogućuje da se enzim veže na jedno mjesto do kraja reakcije. Stoga možemo lako odvojiti enzim od proizvoda kako bismo ih ponovno upotrijebili u reakciji.
Postoje mnoge komercijalne upotrebe imobiliziranih enzima zbog praktičnosti (mala količina enzima je dovoljna za izvođenje reakcije), ekonomičnosti (lako se reciklira biokatalizator) i stabilnosti (obično ova vrsta enzima ima veliku toplinsku i radnu stabilnost od slobodnog enzima).
Slika 02: Alginatni gel za imobilizaciju enzima
Možemo koristiti različite metode za imobilizaciju enzima koje uključuju vezanje afinitetne oznake, adsorpciju na staklo, alginatne kuglice ili matricu, zarobljavanje, metodu unakrsnog povezivanja, kovalentnu vezu, itd.
Koja je razlika između slobodnih i imobiliziranih enzima?
Slobodni i imobilizirani enzimi dvije su različite faze enzima. Ključna razlika između slobodnih i imobiliziranih enzima je u tome što su slobodni enzimi enzimi koji nisu vezani ni za jedan supstrat, dok se imobilizirani enzimi ne mogu kretati s jednog mjesta na drugo.
Tablica u nastavku navodi više razlika između slobodnih i imobiliziranih enzima.
Sažetak – slobodni naspram imobiliziranih enzima
Enzimi su proteini. Postoje različiti enzimi koji su korisni u biološkim procesima. Enzim se veže sa supstratom dajući proizvode. Kada nema vezanog supstrata, enzim je u "slobodnom" stanju. Štoviše, možemo imobilizirati enzim u komercijalne svrhe. Ključna razlika između slobodnih i imobiliziranih enzima je u tome što su slobodni enzimi enzimi koji nisu vezani ni za jedan supstrat, dok se imobilizirani enzimi ne mogu kretati s jednog mjesta na drugo.
