Den viktigaste skillnaden mellan fria och immobiliserade enzymer är att fria enzymer är enzymer som inte är bundna till något substrat, medan immobiliserade enzymer inte kan flytta från en plats till en annan.
För vissa viktiga funktioner i vår kropp som matsmältning, andning och utsöndring behöver vi kemikalier som kan påskynda processen. Dessa kemikalier är kända som enzymer. Dessa enzymer har viktiga roller i allt levande och styr därigenom alla biologiska processer.
Enzymer är proteiner. De har katalytisk förmåga. Vanligtvis utförs de metaboliska processerna inuti celler av enzymer. Ibland finns det en uppsättning enzymer som vi behöver för en viss process. I den katalytiska processen kallas ämnet som enzymet verkar på substratet. Ett enzym kan omvandla ett substrat till ett eller flera andra ämnen som kallas produkter.
Vad är gratis enzymer?
Fria enzymer är enzymer som inte är bundna till någon substratmolekyl. En katalytisk reaktion som involverar ett enzym fortskrider genom bindningen av enzymet med ett substrat. Det finns ett aktivt ställe på ett enzym som gör att substratet kan binda med det. Därför beror katalys huvudsakligen på aktiviteten hos aminosyrasidokedjor som är ordnade i det aktiva stället. Komplexet av enzym-substrat benämns som mellanprodukten av katalysreaktionen.
Figur 1: En bild av glykosidasenzym
Ännu viktigare, substratet bör ha en form som matchar enzymets aktiva plats; annars binder den inte. Därför har substratet en specifik struktur som gör att de kan passa in i ett visst enzym. När enzymet förser substratet med en yta att binda, reduceras aktiveringsenergin för reaktionen. Efter bindningen av substratet bildar det mellanprodukten, och detta steg av mellanproduktion kallas övergångstillståndet. I detta steg uppstår bindningsbrytning och bindningsbildningar där den kemiska strukturen hos substratet förändras medan enzymets struktur förblir konstant. Efter att produkterna har bildats har dessa produkter en form som inte passar enzymets aktiva plats och därför frigörs produkterna från enzymet. Därefter kan vi observera det fria enzymet som kan binda med andra substrat igen för att ge liknande produkter. Likaså fortsätter den katalytiska cykeln.
Vad är immobiliserade enzymer?
Immobiliserade enzymer är enzymer som är fästa vid ett inert material. Dessa enzymer kan inte flytta från en plats till en annan. Vanligtvis är materialet till vilket enzymet är bundet inert och olösligt, t.ex. kalciumalginat framställt av en blandning av natriumalginatlösning och enzymlösning i närvaro av kalciumklorid. Immobilisering av ett enzym kan ge ökat motstånd mot pH-förändringar och temperaturförändringar. Det låter också enzymet fästas på en enda plats till slutet av reaktionen. Därför kan vi enkelt separera enzymet från produkterna för att använda dem igen i en reaktion.
Det finns många kommersiella användningar av immobiliserade enzymer på grund av bekvämlighet (en liten mängd av enzymet räcker för att utföra en reaktion), ekonomi (lätt att återvinna biokatalysatorn) och stabilitet (vanligtvis har denna typ av enzymer en stor termisk och driftsstabilitet än fritt enzym).
Figur 02: Alginatgel för immobilisering av enzymer
Vi kan använda olika metoder för att immobilisera ett enzym som inkluderar bindning av affinitetsmärken, adsorption på glas, alginatpärlor eller en matris, infångning, tvärbindningsmetod, kovalent bindning, etc.
Vad är skillnaden mellan fria och immobiliserade enzymer?
Fria och immobiliserade enzymer är två olika faser av enzymer. Den viktigaste skillnaden mellan fria och immobiliserade enzymer är att fria enzymer är enzymer som inte är bundna till något substrat, medan immobiliserade enzymer inte kan flytta från en plats till en annan.
Tabuleringen nedan listar fler skillnader mellan fria och immobiliserade enzymer.
Sammanfattning – Gratis vs immobiliserade enzymer
Enzymer är proteiner. Det finns olika enzymer som är användbara i biologiska processer. Ett enzym binder till ett substrat för att ge produkter. När det inte finns något substrat bundet är enzymet i ett "fritt" tillstånd. Dessutom kan vi immobilisera ett enzym för kommersiella ändamål. Den viktigaste skillnaden mellan fria och immobiliserade enzymer är att fria enzymer är enzymer som inte är bundna till något substrat, medan immobiliserade enzymer inte kan flytta från en plats till en annan.
