Reactiviteit en selectiviteit: de werking van enzymen
Een enzym werkt alleen met bepaalde stoffen en onder bepaalde omstandigheden. In deze les zie je waarom, aan de hand van de actieve plaats, de pH en de temperatuur.
Een enzym is een eiwit dat een chemische reactie versnelt. Het doet dat op één plek in het molecuul, de actieve plaats. Die plaats heeft een vaste ruimtelijke vorm en bepaalde functionele groepen. Alleen een substraat dat in die vorm past en de juiste groepen heeft, kan binden. Daarom is een enzym specifiek. Het werkt met één substraat of één soort substraat.
Specificiteit en selectiviteit lijken op elkaar, maar ze zijn niet hetzelfde. Bij selectiviteit kiest het enzym uit meerdere mogelijke reacties de ene reactie die het versnelt. Een enzym kan dus selectief zijn zonder heel specifiek te zijn. Het gaat in deze les vooral om de bouw van de actieve plaats.
De werking hangt ook af van de omstandigheden. Elk enzym heeft een pH-optimum, de pH waarbij het het snelst werkt. Bij een te lage of te hoge pH verandert de lading van de functionele groepen. Daardoor verandert de vorm van de actieve plaats, en past het substraat slechter of niet meer.
Ook de temperatuur heeft een optimum. Bij een hogere temperatuur botsen moleculen vaker, dus het enzym werkt sneller. Boven het temperatuuroptimum verliest het eiwit zijn vorm. Dan werkt het enzym niet meer goed, ook als het warmer wordt.
Onthoud
De actieve plaats heeft een vaste vorm en bepaalde functionele groepen.
Een substraat moet in die vorm passen en de juiste groepen hebben.
Selectiviteit gaat over de keuze tussen reacties, specificiteit over het substraat.
Elk enzym heeft een pH-optimum en een temperatuuroptimum.
Buiten de optima verandert de vorm van het enzym en daalt de activiteit.
Voorbeeld uit een echt examen
none
Bij een enzym is de activiteit gemeten bij verschillende pH-waarden. Wat is het pH-optimum, en waarom daalt de activiteit bij pH 9?
- 1
Bij de meting is de activiteit het hoogst bij pH 7, namelijk 100 procent.
Veelgemaakte fouten
Veel leerlingen denken dat een enzym altijd sneller werkt bij een hogere temperatuur. Boven het temperatuuroptimum werkt het enzym juist slechter.
Specificiteit en selectiviteit worden vaak door elkaar gehaald. Gebruik selectiviteit voor de keuze tussen reacties en specificiteit voor het substraat.
Sommige leerlingen denken dat een enzym bij de reactie verbruikt wordt. Het enzym komt na de reactie weer onveranderd vrij.
Snel checken
Waarom daalt de activiteit van een enzym sterk als de pH ver boven het pH-optimum ligt?
Een enzym splitst één bepaald disacharide, maar niet een ander disacharide met een iets andere vorm. Wat verklaart dit?