אנזימים, בתור ביו-זרזים, דומים בהיבטים רבים לזרזים כלליים. אם המינון קטן והיעילות הקטליטית גבוהה. כמו זרזים כלליים, אנזימים יכולים לשנות רק את מהירות התגובות הכימיות ואינם יכולים לשנות את נקודת שיווי המשקל של תגובות כימיות. האנזימים עצמם אינם משתנים לפני ואחרי התגובה, ולכן אנזימים בעלי תכולה נמוכה יחסית בתאים יכולים לזרז מספר רב של שינויים במצע בפרק זמן קצר, המשקף את היעילות של קטליזה של האנזים. אנזימים יכולים להפחית את אנרגיית ההפעלה של התגובה, אך אינם משנים את השינוי באנרגיה החופשית (△ G) במהלך תהליך התגובה, ובכך מאיצים את מהירות התגובה ומקצרים את זמן התגובה להגיע לשיווי משקל, מבלי לשנות את קבוע שיווי המשקל.
ההשפעה הקטליטית של אנזימים מציגה מאפיינים ייחודיים בהשוואה לזרזים כלליים.
(א) היעילות הגבוהה של קטליזה של אנזים
הפעילות הקטליטית של האנזים גבוהה בהרבה מזו של זרז כימי. לדוגמה, קטלאז (המכיל Fe2+) ויוני ברזל אנאורגניים מזרזים את תגובת הפירוק הבאה של מי חמצן. 1 מול של קטלאז יכול לזרז את הפירוק של 5×106 מול של H2O2 תוך דקה אחת. באותם תנאים, מול 1 של זרז כימי Fe2+ יכול לזרז רק 6×10-4 מול של פירוק H2O2. בהשוואה לשניים, היעילות הקטליטית של קטלאז היא בערך פי 1010 מזו של Fe2+.
היעילות הקטליטית של אנזימים יכולה להתבטא במושג מספר המחזור. מספר ההמרה מתייחס למספר המולקולות שניתן להמיר על ידי כל מולקולת אנזים לדקה כאשר ריכוז הסובסטרט גדול מספיק, כלומר מספר המולקולות המזרזות את השינוי הכימי של המצע. על פי הנתונים שהוצגו לעיל, ניתן לחשב את מספר ההמרה של קטלאז כ-5×106. מספר ההמרה של רוב האנזימים הוא בסביבות 1 000, והגדול ביותר יכול להגיע ליותר מ-106.
(ב) הספציפיות הגבוהה של קטליזה של אנזים
אנזים יכול לפעול רק על מחלקה מסוימת או על חומר מסוים. זוהי הספציפיות של פעולת האנזים. לדוגמה, ניתן לבצע הידרוליזה של קשרים גליקוזידיים, קשרי אסטר וקשרי פפטידים על ידי קטליזה של חומצה-בסיס, אך האנזימים המייצרים את הקשרים הכימיים הללו שונים, כלומר הגליקוזידאז, אסטראז ופפטידאז המקביל, כלומר, ניתן לבצע הידרוליזה על ידי ספציפי אנזימים בהתאמה.
(ג) תנאי התגובה המזוזים על ידי האנזים הם קלים.
תגובה אנזימטית נדרשת בדרך כלל להתבצע בתנאים קלים כגון טמפרטורה רגילה, לחץ תקין וערך pH ניטרלי. מכיוון שהאנזים הוא חלבון, קל לאבד את פעילותו בטמפרטורה גבוהה, חומצה חזקה, אלקליות חזקות וסביבות אחרות. מכיוון שהאנזים רגיש לשינויים בסביבה החיצונית וקל לסינון וביטול הפעלה, יש לשלוט בקפדנות על תנאי התגובה בעת השימוש בו.
(ד) ההתאמה של פעילות האנזים
בהשוואה לזרזים כימיים, תכונה נוספת של קטליזה של אנזים היא שניתן לווסת את הפעילות הקטליטית שלו באופן אוטומטי. למרות שיש סוגים רבים של תגובות כימיות באורגניזמים, הן מאוד מתואמות ומסודרות. השינוי בריכוז המצע, ריכוז המוצר ותנאי הסביבה עשויים להשפיע על הפעילות הקטליטית של האנזים, ובכך לשלוט בהתקדמות המתואמת והמסודרת של תגובות ביוכימיות. ההפרעה וההפרעה של כל תגובה ביוכימית תוביל בהכרח למחלות ואף למוות של אורגניזמים. על מנת להסתגל לשינויים סביבתיים ולשמור על פעילות חיים תקינה, אורגניזמים יצרו מערכת של ויסות אוטומטי של פעילות האנזים בתהליך האבולוציה הארוך. ישנן דרכים רבות לווסת אנזימים, כולל ויסות מעכבים, ויסות משוב, ויסות שינוי קוולנטי, הפעלת זימוגן ובקרת הורמונים.
(ד) הפעילות הקטליטית של האנזים קשורה לקואנזים, קבוצת עזר ויון מתכת.
חלק מהאנזימים הם חלבון מורכב, שבו מולקולות קטנות כמו קו-אנזים, קו-פקטור ויוני מתכת קשורות קשר הדוק לפעילות הקטליטית של האנזימים. אם הם מוסרים, האנזים מאבד את פעילותו.
המידע במאמר זה מגיע מהאינטרנט ואינו משמש כייעוץ טיפולי או ייעוץ השקעות. אם למאמר זה יש השפעה על הזכויות והאינטרסים שלך או אם אתה מעוניין במוצר זה, אנא צור איתנו קשר בזמן כדי שנוכל לספק לך עזרה נוספת