Nøgleforskellen mellem frie og immobiliserede enzymer er, at frie enzymer er enzymer, der ikke er bundet til noget substrat, hvorimod immobiliserede enzymer ikke kan bevæge sig fra et sted til et andet.
For nogle vigtige funktioner i vores krop som fordøjelse, åndedræt og udskillelse har vi brug for kemikalier, der kan fremskynde processen. Disse kemikalier er kendt som enzymer. Disse enzymer har vigtige roller i alt levende og styrer derved alle biologiske processer.
Enzymer er proteiner. De har katalytiske egenskaber. Norm alt udføres metaboliske processer inde i celler af enzymer. Nogle gange er der et sæt enzymer, vi har brug for til en bestemt proces. I den katalytiske proces kaldes stoffet, som enzymet virker på, substratet. Et enzym kan omdanne et substrat til et eller flere andre stoffer, der er navngivet som produkter.
Hvad er gratis enzymer?
Fri enzymer er enzymer, der ikke er bundet til noget substratmolekyle. En katalytisk reaktion, der involverer et enzym, forløber gennem bindingen af enzymet med et substrat. Der er et aktivt sted på et enzym, der gør det muligt for substratet at binde sig til det. Derfor afhænger katalyse hovedsageligt af aktiviteten af aminosyresidekæder, der er arrangeret i det aktive sted. Komplekset af enzym-substrat er navngivet som mellemproduktet af katalysereaktionen.
Figur 1: Et billede af Glycosidase Enzyme
Vigtigere er det, at substratet skal have en form, der matcher enzymets aktive sted; ellers vil det ikke binde. Derfor har substratet en specifik struktur, der gør det muligt for dem at passe ind i et bestemt enzym. Når enzymet forsyner substratet med en overflade til at binde, reduceres reaktionens aktiveringsenergi. Efter bindingen af substratet danner det mellemproduktet, og dette trin i mellemproduktionen kaldes overgangstilstanden. På dette trin opstår bindingsbrud og bindingsdannelser, hvor den kemiske struktur af substratet ændres, mens strukturen af enzymet forbliver konstant. Efter at produkterne er dannet, har disse produkter en form, der ikke passer til det aktive sted i enzymet, og derfor frigives produkterne fra enzymet. Derefter kan vi observere det frie enzym, der kan binde med andre substrater igen for at give lignende produkter. Ligeledes fortsætter den katalytiske cyklus.
Hvad er immobiliserede enzymer?
Immobiliserede enzymer er enzymer, der er knyttet til et inert materiale. Disse enzymer kan ikke bevæge sig fra et sted til et andet. Norm alt er materialet, som enzymet er bundet til, inert og uopløseligt, f.eks. calciumalginat fremstillet af en blanding af natriumalginatopløsning og enzymopløsning i nærværelse af calciumchlorid. Immobilisering af et enzym kan give øget modstand mod pH-ændringer og temperaturændringer. Det lader også enzymet bindes til et enkelt sted indtil slutningen af reaktionen. Derfor kan vi nemt adskille enzymet fra produkterne for at bruge dem igen i en reaktion.
Der er mange kommercielle anvendelser af immobiliserede enzymer på grund af bekvemmelighed (en lille mængde af enzymet er nok til at udføre en reaktion), økonomi (let at genbruge biokatalysatoren) og stabilitet (typisk har denne type enzymer en stor termisk og driftsstabilitet end frit enzym).
Figur 02: Alginatgel til immobilisering af enzymer
Vi kan bruge forskellige metoder til at immobilisere et enzym, som inkluderer affinitetsmærkebinding, adsorption på glas, alginatperler eller en matrix, indfangning, tværbindingsmetode, kovalent binding osv.
Hvad er forskellen mellem frie og immobiliserede enzymer?
Fri og immobiliserede enzymer er to forskellige faser af enzymer. Den vigtigste forskel mellem frie og immobiliserede enzymer er, at frie enzymer er enzymer, der ikke er bundet til noget substrat, hvorimod immobiliserede enzymer ikke kan bevæge sig fra et sted til et andet.
Tabellen nedenfor viser flere forskelle mellem frie og immobiliserede enzymer.
Opsummering – Gratis vs immobiliserede enzymer
Enzymer er proteiner. Der er forskellige enzymer, der er nyttige i biologiske processer. Et enzym binder sig til et substrat for at give produkter. Når der ikke er noget substrat bundet, er enzymet i en "fri" tilstand. Desuden kan vi immobilisere et enzym til kommercielle formål. Den vigtigste forskel mellem frie og immobiliserede enzymer er, at frie enzymer er enzymer, der ikke er bundet til noget substrat, hvorimod immobiliserede enzymer ikke kan bevæge sig fra et sted til et andet.
