Энзимы как биокатализаторы

Вещество, которое подвергается превращению, называется субстратом (С), а полученное — продуктом (П). В первой фазе реакции образуется энзимсубстратный комплекс (ЭС), в котором субстрат переходит в активированное состояние. Во второй фазе он превращается в продукт реакции, все еще связанный с энзимом в виде энзимпродуктного комплекса (ЭП). После этого энзим освобождается от продукта и снова может связаться с другой молекулой субстрата. Восстановление энзима является одной из характерных особенностей энзимного катализа, делающей ее особенно экономичной для организма. Независимо от существования более сложных вариантов энзимных реакций основным моментом в их механизме является образование энзимсубстратного комплекса. В нем участвует непосредственно только малая часть энзимной молекулы, которая называется а к-тивным центром. Обыкновенно энзимы имеют один активный центр в своей молекуле с четвертичной структурой, но обладают и несколькими. Активный центр состоит из аминокислотных остатков (гистидин, цистеин, серии, метионин, лизин и др.), а у двухкомпонентных энзимов — и из простетической группы или коэнзима. По своей функции при образовании энзимсубстратного комплекса различные химические группы активного центра подразделяются на каталитические, контактные и вспомогательные. Каталитические группы участвуют непосредственно в превращении субстрата в продукт. Контактные группы имеют наибольшее значение для высокой скорости энзимных реакций, так как они прикрепляют субстрат к энзиму так, что каталитические группы оказываются непосредственно у подлежащей воздействию субстратной связи. Контактные каталитические группы расположены на близком расстоянии друг от друга, хотя могут быть значительно отделены по длине полипептидной цепи. Роль вспомогательных групп состоит именно в фиксации третичной и четвертичной структуры для формирования активного центра энзима. Считается, что активный центр энзима и соответствующая ему часть молекулы пространственно полностью не совпадают. При энзимсубстратной реакции происходят, хотя и незначительные, пространственные изменения, в результате которых ослабляются химические связи — объект энзимного действия.