4.19 : Enzymes and Activation Energy

E_a olarak kısaltılan aktivasyon enerjisi (veya serbest aktivasyon enerjisi), tüm kimyasal reaksiyonların meydana gelmesi için gerekli olan az miktarda enerji girişidir. Kimyasal reaksiyonlar sırasında bazı kimyasal bağlar kopar ve yenileri oluşur. Örneğin, bir glikoz molekülü parçalandığında, molekülün karbon atomları arasındaki bağlar kopar. Bunlar enerji depolayan bağlar olduğu için kırıldıklarında enerji açığa çıkarırlar. Bununla birlikte, bağların kopmasına izin veren bir duruma gelmek için molekülün biraz bükülmesi gerekir. Geçiş durumu olarak adlandırılan bu yüksek enerjili, kararsız durumu elde etmek için küçük bir enerji girişi gereklidir. Bu nedenle, reaktan molekülleri geçiş durumlarında uzun süre dayanmazlar, ancak çok hızlı bir şekilde kimyasal reaksiyonun sonraki adımlarına geçerler. Reaksiyonun geçiş durumu, reaktanlardan daha yüksek bir enerji durumunda bulunur ve bu nedenle E_a her zaman pozitiftir.

Bir enzim substratını bağladığında, bir enzim-substrat kompleksi oluşturur. Bu kompleks, reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürür ve birçok yoldan biriyle hızlı ilerlemesini destekler. Enzim-substrat kompleksi, substrat moleküllerini bağ kopmasını kolaylaştıracak şekilde bükerek aktivasyon enerjisini düşürebilir ve geçiş durumuna ulaşmaya yardımcı olabilir. Enzimler ayrıca kimyasal reaksiyonda yer alarak aktivasyon enerjilerini düşürebilir. Amino asit kalıntıları, reaksiyon sürecinde gerekli bir adım olarak substrat molekülleri ile kovalent bağlar oluşturan spesifik iyonlar veya kimyasal gruplar sağlayabilir. Reaksiyonun tamamlanmasında enzimin her zaman orijinal durumuna geri döneceğini hatırlamak önemlidir. Enzimlerin ayırt edici özelliklerinden biri, katalize ettikleri reaksiyonlar tarafından nihai olarak değişmeden kalmalarıdır. Bir enzim bir reaksiyonu katalize ettikten sonra ürün(ler)ini serbest bırakır.

Bu metin şuradan uyarlanmıştır: Openstax Biology 2e, Bölüm 6.2 Potansiyel, Kinetik, Serbest ve Aktivasyon enerjisi ve Bölüm 6.5: Enzimler,