ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอ็นไซม์อิสระและเอ็นไซม์ตรึงคือเอ็นไซม์อิสระคือเอ็นไซม์ที่ไม่ผูกมัดกับซับสเตรตใดๆ ในขณะที่เอ็นไซม์ที่ถูกตรึงไม่สามารถย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้
สำหรับการทำงานที่สำคัญบางอย่างในร่างกายของเรา เช่น การย่อยอาหาร การหายใจ และการขับถ่าย เราต้องการสารเคมีที่สามารถเร่งกระบวนการได้ สารเคมีเหล่านี้เรียกว่าเอนไซม์ เอ็นไซม์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และด้วยเหตุนี้จึงควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาทั้งหมด
เอ็นไซม์คือโปรตีน พวกเขามีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยา โดยปกติกระบวนการเผาผลาญภายในเซลล์จะดำเนินการโดยเอนไซม์บางครั้งมีชุดของเอนไซม์ที่เราต้องการสำหรับกระบวนการเฉพาะ ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยา สารที่เอนไซม์ทำหน้าที่เรียกว่าสารตั้งต้น เอ็นไซม์สามารถเปลี่ยนสารตั้งต้นให้เป็นสารอื่นๆ ที่มีชื่อเป็นผลิตภัณฑ์ได้ตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป
เอ็นไซม์ฟรีคืออะไร
เอ็นไซม์อิสระคือเอ็นไซม์ที่ไม่จับกับโมเลกุลของซับสเตรท ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเอ็นไซม์จะดำเนินไปโดยการจับตัวของเอ็นไซม์กับซับสเตรต มีแอกทีฟไซต์บนเอนไซม์ที่ช่วยให้ซับสเตรตจับกับมันได้ ดังนั้นการเร่งปฏิกิริยาจึงขึ้นอยู่กับกิจกรรมของสายด้านข้างของกรดอะมิโนเป็นหลักที่จัดเรียงอยู่ในบริเวณที่ทำงาน คอมเพล็กซ์ของเอนไซม์-ซับสเตรตมีชื่อเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา
รูปที่ 1: รูปภาพของเอนไซม์ไกลโคซิเดส
ที่สำคัญกว่านั้น ซับสเตรตควรมีรูปร่างที่เข้ากันกับไซต์แอคทีฟของเอนไซม์ มิฉะนั้นจะไม่ผูกมัด ดังนั้นสารตั้งต้นจึงมีโครงสร้างเฉพาะที่ช่วยให้พอดีกับเอนไซม์ตัวใดตัวหนึ่ง เมื่อเอนไซม์ให้พื้นผิวจับกับพื้นผิว พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาจะลดลง หลังจากการผูกมัดของซับสเตรต จะสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง และขั้นตอนของการผลิตขั้นกลางนี้ได้รับการตั้งชื่อว่าสถานะการเปลี่ยนแปลง ในขั้นตอนนี้ การเกิดพันธะและการเกิดพันธะเกิดขึ้นเมื่อโครงสร้างทางเคมีของซับสเตรตเปลี่ยนแปลงไปในขณะที่โครงสร้างของเอ็นไซม์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หลังจากที่ผลิตภัณฑ์ก่อตัวขึ้นแล้ว ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จะมีรูปร่างที่ไม่เหมาะสมกับตำแหน่งที่ใช้งานของเอนไซม์ ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงถูกปล่อยออกมาจากเอนไซม์ หลังจากนั้นเราสามารถสังเกตเอ็นไซม์อิสระที่สามารถจับกับซับสเตรตอื่น ๆ อีกครั้งเพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน ในทำนองเดียวกัน วัฏจักรตัวเร่งปฏิกิริยายังคงดำเนินต่อไป
เอ็นไซม์ตรึงคืออะไร
เอ็นไซม์ตรึงคือเอ็นไซม์ที่ยึดติดกับวัสดุเฉื่อย เอ็นไซม์เหล่านี้ไม่สามารถเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้ โดยปกติ วัสดุที่ใช้จับเอ็นไซม์จะเฉื่อยและไม่ละลายน้ำ เช่น แคลเซียมอัลจิเนตที่ผลิตจากส่วนผสมของสารละลายโซเดียมอัลจิเนตและสารละลายเอนไซม์ต่อหน้าแคลเซียมคลอไรด์ การตรึงของเอ็นไซม์สามารถเพิ่มความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลง pH และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังช่วยให้เอ็นไซม์ถูกยึดติดกับที่เดียวจนสิ้นสุดปฏิกิริยา ดังนั้นเราจึงสามารถแยกเอ็นไซม์ออกจากผลิตภัณฑ์ได้อย่างง่ายดายเพื่อใช้ในปฏิกิริยาอีกครั้ง
มีการใช้เอนไซม์ตรึงในเชิงพาณิชย์จำนวนมากเนื่องจากความสะดวก (เอนไซม์จำนวนเล็กน้อยก็เพียงพอที่จะทำปฏิกิริยา) ประหยัด (รีไซเคิลตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพได้ง่าย) และความเสถียร (โดยทั่วไป เอนไซม์ประเภทนี้จะมี เสถียรภาพทางความร้อนและการทำงานที่ดีกว่าเอ็นไซม์อิสระ)
รูปที่ 02: Alginate Gel for Immobilization of Enzymes
เราสามารถใช้วิธีต่างๆ ในการตรึงเอ็นไซม์ซึ่งรวมถึงการจับฉลากตามความสัมพันธ์ การดูดซับบนแก้ว เม็ดบีดแอลจิเนตหรือเมทริกซ์ การกัก วิธีการเชื่อมขวาง พันธะโควาเลนต์ ฯลฯ
เอ็นไซม์อิสระและเอนไซม์ตรึงต่างกันอย่างไร
เอ็นไซม์อิสระและตรึงเป็นสองขั้นตอนที่แตกต่างกันของเอ็นไซม์ ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอ็นไซม์อิสระและเอ็นไซม์ตรึงคือเอ็นไซม์อิสระคือเอ็นไซม์ที่ไม่ผูกมัดกับซับสเตรตใดๆ ในขณะที่เอ็นไซม์ที่ตรึงไม่สามารถย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้
ตารางด้านล่างแสดงความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างเอนไซม์อิสระและเอนไซม์ตรึง
สรุป – ฟรีเทียบกับเอนไซม์ตรึง
เอ็นไซม์คือโปรตีน มีเอ็นไซม์ต่าง ๆ ที่มีประโยชน์ในกระบวนการทางชีววิทยาเอนไซม์จับกับสารตั้งต้นเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ เมื่อไม่มีซับสเตรตจับ เอ็นไซม์จะอยู่ในสถานะ "อิสระ" ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถตรึงเอ็นไซม์เพื่อการค้าได้ ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอ็นไซม์อิสระและเอ็นไซม์ตรึงคือเอ็นไซม์อิสระคือเอ็นไซม์ที่ไม่ผูกมัดกับซับสเตรตใดๆ ในขณะที่เอ็นไซม์ที่ตรึงไม่สามารถย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้