2.3 faktorer som påvirker enzymaktiviteten

proteiener forandre struktur dersom de blir utsatt for svært høy eller lav pH-veride eller for svært høy temperatur.  når dette skjer  forandrer proteinet seg, det blir føst kveilet og dereter kveilet sammen igjen men anderledes enn slik den først var kveilet.  dette kaller vi denaturering . enzymer kan bli varlig ødelagt av denaurering, denaturering er irreversibel.

et enzym fungerer best ved en bestemt temperatur , den optimale temperaturen. ved temperaturer som er lavere, går reaksjonen langsommere. ved en høy temperatur blir enzymet denaturert.

pH-verdien, surhetsgraden, er et mål for mengden av H3O+-ioner i løsningen. de ladde H3O+-ionene påvirker de bindingene som avgjør hvordan polypeptidkjeden i enzymet er kveilet. et enzym virker opptimalt ved en spesiell pH-verdi.

2.4 aktiviteten til enzymene blir regulert i veller og ved

med hundrevis av reaksjoner, substrater, enzymer og produkter i celler og vev er det lett å tenke at her kan det lett oppstå fullstendig kaos. det skjer likevel ikke.  grunnen er at reaksjonsveien regulerer slik at sluttproduktet kan virke tilbake på det første enzymet i reaksjonsveien. da blir det ikke laget mer sluttprodukt enn nødvedig. eller det blir laget mer vis nødvendig.  en stor mengde av sluttproduktet gjør at enzymet blir hemmet, inhibert, men en liten mengde av sluttproduktet gjør at enzymet blir stimulert, aktivert. også mengden av substrat kan i noen tilfellr påvirker og inhibere eller aktivere enzymet.

inhibitorer, hemmere, kan påvirke enzymet på to forskjellige måter: en irreversibel og en reversibel måte.  ved en irreversibel inhibering blir strukturen i enzymet ødelagt. og den kan ikkke gjennopprettes,
reversible inhibitorer deler vi inn i konkurrerende og ikke-konkurrerende.
de konkurrende inhibitorene kan blokkere det aktive setet slik at substratet ikke kan feste seg.

2.2 enzymer- bygging og virkemåte

Enzymer er helt avgjørende for liv på jorden. I alle levende organismer skjer det kjemiske reaksjoner. Med Enzymer tilstede går reaksjonene opptil flere millioner ganger raskere. Energien man trener får å få reaksjon i gang kan bli redusert til opptil 90 % på grunn av Enzymer.

Får vær reaksjon trenger man et spesielt Enzymer.

De alle fleste Enzymer er proteiner. Proteiner er bygd opp av rekker av aminosyrer som er bundet sammen med såkalte peptidbindinger.

Slike rekker kaller vi polypeptider.

Polypeptider blir foldet på kryss og tvers ved hjelp av bindinger mellom atomene. Polypeptidene får på denne måten en 3D struktur.  Når polypeptidene har fått denne strukturen, kaller vi dem proteiner.

Enzymene er viktige proteiner i levende organismer. Noen få enzymer består bare av proteiner men de fleste enzymer har en tilleggsfaktor, en kofaktor, koplet til proteinet.  Noen kofaktorer er metabolismer andre er organiske molekyler. De organiske molekylene kaller vi koenzymer.  Kofaktorene deltar når proteinet får en 3D struktur og den strukturen avgjør hvilken stoff som kan sitte fast på enzymet.   

En katalysator er en påskynder som hjelper til i en reaksjon uten å selv bli brukt opp. Et enzym virker som en biologisk katalysator.  De fleste enzymer påvirker bare en spesiell kjemisk reaksjon. I en menneskecelle er det tusenvis av forskjellige enzymer.   

Aktiveringsenergien man trenger får å starte reaksjon er lavere med enzym en uten enzymet.  Å reaksjon går derfor raskere med enzym tilstede.   Enzymet er derfor nødvendig får at reaksjonen skal skje raskere med et lavt temperatur.  

Enzymet har et aktiv sete som bare noen bestemte stoffer substratene kan sette seg i.  Det aktive sete har plass til ett eller flere substrater som inngår i en kjemisk reaksjon.  Vi sier at reaksjonene er enzymspesifikke.  Når vi bruker dette begrepet mener vi at det bare er ett spesifikk enzym som er spesialisert til å delta i en bestemt reaksjon.  Når en kjemisk reaksjon skal skje fester substratene seg til enzymet.  Hensikten med dette er at de kan komme så nærme hverandre at en kjemisk reaksjon kan skje å et produkt kan dannes. Hensikten med at substratene er i det aktiv sete er fordi aktiveringsenergien senkes og reaksjonen går raskere.  Etter at produkter er dannet løsnes det fra det aktive setet.  Det er dette som gjør enzymet om til en katalysator den påvirker reaksjon uten å bli brukt opp. Den kan brukes om og om igjen.

Karbonsyreanhydrase er et svært effektiv enzym som finnes i alle levende organismer.  Det hjelper til å fjerne karbondioksidgass som blir produsert i kroppen ved den aerobe celleåndingen. Karbondioksidgass må bli fjernet fort får å unngå at blodet får for lav pH. (Altså at det blir får surt).  Dette enzymet katalyserer reaksjon der gassen karbondioksid reagerer med vann til karbonsyrer og videre til hydrogenkarbonat og hydrogenioner:

CO₂ +H₂O à H₂CO₃ à HCO₃ - +H⁺

I denne reaksjon er det stoffer som virker som en buffer, og den lave pH-en i blodet blir motvirket. Det er viktig for de fleste reaksjoner i kroppen kan bare skje ved en pH på rundt 7.4. en forandring i pH på mer enn 0.4 kan vare livstruende.  Blodet inneholder derfor buffere som motvirker pH-endringer. Det blir dannet hydrogenkarbonat som er løselig i kroppsvæskene, og som transporteres med blodet til gassutvekslingsorganene, der den motsatte reaksjon skjer:

HCO₃ - +H⁺ à H₂CO₃  à CO₂ +H₂O

Karbondioksidgassen blir slik fjernet fra blodet, og pH-en øker igjen. Også i denne reaksjon deltar enzymet Karbonsyreanhydrase. Karbondioksid går ut av blodårene og inn i lungene ved diffusjon fordi konsentrasjonen av CO₂ er lavere i lungene enn i blodet.

Enzymet katalase er viktig får å bryte ned hydrogenperoksid H₂O₂.  I cellene i alle levende organismer blir hydrogenperoksid dannet som et biprodukt ved metabolismen.  Hydrogenperoksid er giftig og veldig reaktivt og må brytes ned umiddelbart.  Derfor har alle levende organismer enzymet katalase. Det spalter hydrogenperoksid til vann og oksygengass:

H₂O₂ à H₂O +O₂

Uten enzym trengs det en aktiveringsenergi på 76 KJ/mol. Når katalase er til stede. Er det nok med en aktiveringsenergi på bare 8KJ/mol. Katalase senker aktiveringsenergien med omtrent 90% sammenlignet med aktiveringsenergien uten enzymet.

Alle kjemiske forbindelser har navn. De fleste enzymnavn slutter på ase. Mange av enzymene har navn som sier noe om den spesifikke reaksjon de katalyserer.  Et eksempel er fosfatase som hjelper til å overføre fosfatgruppen mellom molekyler. Andre navn sier mer om substratet enn om reaksjonen.  Laktose katalyserer reaksjon der laktose, melkesukker, blir omdannet til monosakkaridene glukose og galaktose.

ATP-aser er en stor gruppe enzymer som katalyserer reaksjon der ATP reager med vann og danner ADP. En fosfatgruppe og frigitt energi eller motsatt når ATP blir laget.  ATP-aser finnes i membraner og bidrar der til å pumpe ioner gjennom membranene slik at det oppstår gradienter. Eksempel er H⁺-ioner i kloroplast og mitokondriemembraner og NA⁺- og K⁺ ioner i cellemembranen i nervecellen. 

Biologi kapitel 2

2.1 energiomsetningen i alle levende organismer

Solen er vår viktigste energi kilde. På jorden begynner alle energiomsetninger med at autotrofe organismer tar opp energi og produserer organiske stoffer. de fleste autotrofe organismene utfører fotosyntesen. Det er bare autotrofe organismene som produserer fotosyntesen.

Fotosyntesen er at solenergi, vann og karbondioksid omdannes til glukose og andre organiske forbindelser og oksygen.

de organiske forbindelsene som dannes, blir overført fra ledd til ledd i en næringskjede. Ved at den første organismen blir spist av en annen.  Den andre blir spist av en til osv. ...

Energi blir frigitt ved at glukose og andre organiske forbindelser reagerer med oksygen og danner karbondioksid og vann i celleåndingen. de organismene som ikke produserer glukose selv, og som spiser andre organismer kalles heterotrofe. Heterotrofe organismer spiser også andre heterotrofe organismer.

Både autotrofe og heterotrofe organismene har celleånding der energien blir frigjort gjennom en rekke kjemiske reaksjoner.

Kjemiske reaksjoner er enten eksoterme, altså at de gir fra seg varmeenergi, eller endoterme at de altså tar opp varmeenergi.

I metabolismen har alle levende organismer både oppbyggingsprosser og nedbrytningsprosesser.

I oppbyggingsprosser skjer det en rekke kjemiske reaksjoner som krever energi.  Meningen med dette er å sette sammen molekyler slik at de danner andre gjerne større produkter.  I nedbrytningsprosessen blir energi frigitt når molekylene reagerer og danner da stadig nye og mindre forbindelser.

Noen kjemiske reaksjon som frigir energi, er veldig langsomme.  de er fordi de molekylene som deltar i reaksjonen trenger en vis mengde energi før reaksjonen kan skje. Denne mengden energi kaller vi aktiveringsenergi.