ההבדל העיקרי בין אנזימים חופשיים למשובשים הוא שהאנזימים החופשיים הם אנזימים שאינם קשורים לשום מצע, בעוד שאנזימים מקובעים אינם יכולים לנוע ממקום אחד למשנהו.
לכמה פונקציות חשובות בגופנו כמו עיכול, נשימה והפרשה, אנחנו צריכים כימיקלים שיכולים להאיץ את התהליך. כימיקלים אלו ידועים בשם אנזימים. לאנזימים האלה יש תפקידים חשובים בכל היצורים החיים, ובכך הם שולטים בכל התהליכים הביולוגיים.
אנזימים הם חלבונים. יש להם יכולות קטליטיות. בדרך כלל, התהליכים המטבוליים בתוך התאים מבוצעים על ידי אנזימים.לפעמים יש קבוצה של אנזימים שאנחנו צריכים לתהליך מסוים. בתהליך הקטליטי, החומר שעליו פועל האנזים נקרא המצע. אנזים יכול להמיר מצע לאחד או יותר חומר אחר הנקרא כמוצרים.
מהם אנזימים בחינם?
אנזימים חופשיים הם אנזימים שאינם קשורים לשום מולקולת סובסטרט. תגובה קטליטית המערבת אנזים מתקדמת דרך הקישור של האנזים עם סובסטרט. ישנו אתר פעיל באנזים המאפשר למצע להיקשר אליו. לכן, הקטליזה תלויה בעיקר בפעילות של שרשראות צד של חומצות אמינו המסודרות באתר הפעיל. הקומפלקס של אנזים-סובסטרט נקרא כתוצר הביניים של תגובת קטליזה.
איור 1: תמונה של אנזים גליקוזידאז
חשוב מכך, למצע צריכה להיות צורה תואמת לאתר הפעיל של האנזים; אחרת, זה לא יחייב. לכן, למצע יש מבנה ספציפי המאפשר להם להשתלב באנזים מסוים. כאשר האנזים מספק למצע משטח להיקשר, אנרגיית ההפעלה של התגובה מצטמצמת. לאחר קשירת המצע, הוא יוצר את תוצר הביניים, ושלב זה של ייצור ביניים נקרא מצב המעבר. בשלב זה מתרחשות שבירת קשר ויצירת קשרים כאשר המבנה הכימי של המצע משתנה בעוד מבנה האנזים נשאר קבוע. לאחר היווצרות המוצרים, למוצרים אלו יש צורה שאינה מתאימה לאתר הפעיל של האנזים ולכן, המוצרים משתחררים מהאנזים. לאחר מכן, נוכל לראות את האנזים החופשי שיכול להיקשר שוב למצעים אחרים כדי לתת מוצרים דומים. באופן דומה, המחזור הקטליטי ממשיך.
מהם אנזימים לא מובילים?
אנזימים לא מגובשים הם אנזימים המחוברים לחומר אינרטי. אנזימים אלו אינם יכולים לנוע ממקום אחד לאחר. בדרך כלל, החומר שאליו נקשר האנזים אינרטי ובלתי מסיס, למשל. סידן אלגינט המופק מתערובת של תמיסת נתרן אלגינט ותמיסת אנזים בנוכחות סידן כלורי. אימוביליזציה של אנזים יכולה לספק עמידות מוגברת לשינויי pH ושינויי טמפרטורה. זה גם מאפשר לאנזים להיות מחובר למקום אחד עד סוף התגובה. לכן, אנו יכולים בקלות להפריד את האנזים מהמוצרים כדי להשתמש בהם שוב בתגובה.
ישנם שימושים מסחריים רבים באנזימים מקובעים בשל נוחות (כמות קטנה מהאנזים מספיקה כדי לבצע תגובה), חסכון (קל למיחזור הביו-קטליזטור) ויציבות (בדרך כלל, סוג זה של אנזים יש יציבות תרמית ותפעולית גדולה מאשר אנזים חופשי).
איור 02: ג'ל אלגינט לאמוביליזציה של אנזימים
אנו יכולים להשתמש בשיטות שונות כדי לבטל אנזים הכולל קישור תג זיקה, ספיחה על גבי זכוכית, חרוזי אלגינט או מטריצה, לכידה, שיטת קישור צולב, קשר קוולנטי וכו'.
מה ההבדל בין אנזימים חופשיים ל-Immobilized?
אנזימים חופשיים ומשוממים הם שני שלבים שונים של אנזימים. ההבדל העיקרי בין אנזימים חופשיים למשובשים הוא שאנזימים חופשיים הם אנזימים שאינם קשורים למצע כלשהו, ואילו אנזימים משוחררים אינם יכולים לנוע ממקום אחד למשנהו.
הטבלה שלמטה מפרטת הבדלים נוספים בין אנזימים חופשיים ומשוממים.
סיכום – אנזימים חינם לעומת משותקים
אנזימים הם חלבונים. ישנם אנזימים שונים המועילים בתהליכים ביולוגיים.אנזים נקשר עם מצע כדי לתת תוצרים. כאשר אין סובסטרט קשור, האנזים נמצא במצב "חופשי". יתר על כן, אנו יכולים לשתק אנזים למטרות מסחריות. ההבדל העיקרי בין אנזימים חופשיים למשובשים הוא שאנזימים חופשיים הם אנזימים שאינם קשורים למצע כלשהו, ואילו אנזימים משוחררים אינם יכולים לנוע ממקום אחד למשנהו.
