მთავარი განსხვავება თავისუფალ და იმობილიზებულ ფერმენტებს შორის არის ის, რომ თავისუფალი ფერმენტები არის ფერმენტები, რომლებიც არ არიან შეკრული არცერთ სუბსტრატთან, მაშინ როცა იმობილიზებული ფერმენტები ვერ გადაადგილდებიან ერთი ადგილიდან მეორეზე.
ჩვენი ორგანიზმის ზოგიერთი მნიშვნელოვანი ფუნქციისთვის, როგორიცაა საჭმლის მონელება, სუნთქვა და გამოყოფა, ჩვენ გვჭირდება ქიმიკატები, რომლებსაც შეუძლიათ პროცესის დაჩქარება. ეს ქიმიკატები ცნობილია როგორც ფერმენტები. ამ ფერმენტებს მნიშვნელოვანი როლი აქვთ ყველა ცოცხალ არსებაში და ამით მართავენ ყველა ბიოლოგიურ პროცესს.
ფერმენტები არის ცილები. მათ აქვთ კატალიზური შესაძლებლობები. ჩვეულებრივ, უჯრედების შიგნით მეტაბოლური პროცესები ფერმენტებით ხორციელდება.ზოგჯერ არსებობს ფერმენტების ნაკრები, რომელიც გვჭირდება კონკრეტული პროცესისთვის. კატალიზურ პროცესში ნივთიერებას, რომელზეც ფერმენტი მოქმედებს, სუბსტრატს უწოდებენ. ფერმენტს შეუძლია სუბსტრატის გარდაქმნა ერთ ან რამდენიმე სხვა ნივთიერებად, სახელწოდებით პროდუქტად.
რა არის თავისუფალი ფერმენტები?
თავისუფალი ფერმენტები არის ფერმენტები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული სუბსტრატის არცერთ მოლეკულასთან. კატალიზური რეაქცია, რომელიც მოიცავს ფერმენტს, პროგრესირებს ფერმენტის სუბსტრატთან შეკავშირების გზით. ფერმენტზე არის აქტიური ადგილი, რომელიც საშუალებას აძლევს სუბსტრატს დაუკავშირდეს მას. ამრიგად, კატალიზი ძირითადად დამოკიდებულია ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვების აქტივობაზე, რომლებიც განლაგებულია აქტიურ ადგილზე. კატალიზური რეაქციის შუალედურ პროდუქტად დასახელებულია ფერმენტ-სუბსტრატის კომპლექსი.
სურათი 1: გლიკოზიდაზას ფერმენტის სურათი
რაც მთავარია, სუბსტრატს უნდა ჰქონდეს ფერმენტის აქტიურ ადგილს შესატყვისი ფორმა; წინააღმდეგ შემთხვევაში, ეს არ იქნება სავალდებულო. ამრიგად, სუბსტრატს აქვს სპეციფიკური სტრუქტურა, რომელიც საშუალებას აძლევს მათ მოთავსდეს კონკრეტულ ფერმენტში. როდესაც ფერმენტი უზრუნველყოფს სუბსტრატს დასაკავშირებლად ზედაპირს, რეაქციის აქტივაციის ენერგია მცირდება. სუბსტრატის შეკვრის შემდეგ ის ქმნის შუალედურ პროდუქტს და შუალედური წარმოების ამ საფეხურს ეწოდება გარდამავალი მდგომარეობა. ამ საფეხურზე, ბმის გაწყვეტა და ბმის წარმოქმნა ხდება, სადაც სუბსტრატის ქიმიური სტრუქტურა იცვლება, ხოლო ფერმენტის სტრუქტურა მუდმივი რჩება. პროდუქტების ჩამოყალიბების შემდეგ, ამ პროდუქტებს აქვთ ფორმა, რომელიც არ შეესაბამება ფერმენტის აქტიურ ადგილს და, შესაბამისად, პროდუქტები გამოიყოფა ფერმენტისგან. ამის შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ თავისუფალ ფერმენტს, რომელსაც შეუძლია კვლავ დაუკავშირდეს სხვა სუბსტრატებს და მისცეს მსგავსი პროდუქტები. ანალოგიურად, კატალიზური ციკლი გრძელდება.
რა არის იმობილიზებული ფერმენტები?
იმობილიზებული ფერმენტები არის ფერმენტები, რომლებიც მიმაგრებულია ინერტულ მასალაზე. ამ ფერმენტებს არ შეუძლიათ გადაადგილება ერთი ადგილიდან მეორეზე. ჩვეულებრივ, მასალა, რომელსაც ფერმენტი უკავშირდება, ინერტული და უხსნადია, მაგ. კალციუმის ალგინატი წარმოებული ნატრიუმის ალგინატის ხსნარისა და ფერმენტის ხსნარის ნარევიდან კალციუმის ქლორიდის თანდასწრებით. ფერმენტის იმობილიზაციას შეუძლია გაზარდოს წინააღმდეგობა pH ცვლილებებისა და ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ. ის ასევე საშუალებას აძლევს ფერმენტს მიმაგრდეს ერთ ადგილზე რეაქციის დასრულებამდე. ამიტომ, ჩვენ შეგვიძლია ადვილად გამოვყოთ ფერმენტი პროდუქტებისგან, რათა კვლავ გამოვიყენოთ ისინი რეაქციაში.
არსებობს მრავალი კომერციული გამოყენება იმობილიზებული ფერმენტების მოხერხებულობის გამო (ფერმენტის მცირე რაოდენობა საკმარისია რეაქციის ჩასატარებლად), ეკონომიურობის (ადვილია ბიოკატალიზატორის გადამუშავება) და სტაბილურობის გამო (როგორც წესი, ამ ტიპის ფერმენტს აქვს დიდი თერმული და ოპერატიული სტაბილურობა, ვიდრე თავისუფალი ფერმენტი).
სურათი 02: ალგინატის გელი ფერმენტების იმობილიზაციისთვის
ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ სხვადასხვა მეთოდი ფერმენტის იმობილიზაციისთვის, რომელიც მოიცავს აფინურობის ნიშნის შეკვრას, ადსორბციას მინაზე, ალგინატის მარცვლებზე ან მატრიცაზე, ჩაკეტვა, ჯვარედინი კავშირის მეთოდი, კოვალენტური კავშირი და ა.შ.
რა განსხვავებაა თავისუფალ და იმობილიზებულ ფერმენტებს შორის?
თავისუფალი და იმობილიზებული ფერმენტები ფერმენტების ორი განსხვავებული ფაზაა. თავისუფალ და იმობილიზებულ ფერმენტებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ თავისუფალი ფერმენტები არის ფერმენტები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული არცერთ სუბსტრატთან, მაშინ როცა იმობილიზებული ფერმენტები ვერ გადაადგილდებიან ერთი ადგილიდან მეორეზე.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი ჩამოთვლის უფრო მეტ განსხვავებას თავისუფალ და იმობილიზებულ ფერმენტებს შორის.
რეზიუმე – უფასო vs იმობილიზებული ფერმენტები
ფერმენტები არის ცილები. არსებობს სხვადასხვა ფერმენტები, რომლებიც სასარგებლოა ბიოლოგიურ პროცესებში.ფერმენტი აკავშირებს სუბსტრატს პროდუქტების მისაღებად. როდესაც სუბსტრატი არ არის შეკრული, ფერმენტი იმყოფება „თავისუფალ“მდგომარეობაში. უფრო მეტიც, ჩვენ შეგვიძლია გავააქტიუროთ ფერმენტი კომერციული მიზნებისთვის. თავისუფალ და იმობილიზებულ ფერმენტებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ თავისუფალი ფერმენტები არის ფერმენტები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული არცერთ სუბსტრატთან, მაშინ როცა იმობილიზებული ფერმენტები ვერ გადაადგილდებიან ერთი ადგილიდან მეორეზე.
