Het belangrijkste verschil tussen vrije en geïmmobiliseerde enzymen is dat vrije enzymen enzymen zijn die niet gebonden zijn aan een substraat, terwijl geïmmobiliseerde enzymen niet van de ene plaats naar de andere kunnen gaan.
Voor sommige belangrijke functies in ons lichaam, zoals spijsvertering, ademhaling en uitscheiding, hebben we chemicaliën nodig die het proces kunnen versnellen. Deze chemicaliën staan bekend als enzymen. Deze enzymen spelen een belangrijke rol in alle levende wezens en regelen daardoor alle biologische processen.
Enzymen zijn eiwitten. Ze hebben katalytische eigenschappen. Gewoonlijk worden de metabolische processen in cellen uitgevoerd door enzymen. Soms zijn er een aantal enzymen die we nodig hebben voor een bepaald proces. In het katalytische proces wordt de stof waarop het enzym inwerkt het substraat genoemd. Een enzym kan een substraat omzetten in een of meer andere stoffen die als producten worden genoemd.
Wat zijn gratis enzymen?
Vrije enzymen zijn enzymen die niet gebonden zijn aan een substraatmolecuul. Een katalytische reactie waarbij een enzym betrokken is, verloopt door de binding van het enzym aan een substraat. Er is een actieve plaats op een enzym waardoor het substraat eraan kan binden. Daarom hangt katalyse voornamelijk af van de activiteit van aminozuurzijketens die in de actieve plaats zijn gerangschikt. Het complex van enzym-substraat wordt genoemd als het tussenproduct van de katalysereactie.
Figuur 1: Een afbeelding van glycosidase-enzym
Belangrijker is dat het substraat een vorm moet hebben die past bij de actieve plaats van het enzym; anders zal het niet binden. Daarom heeft het substraat een specifieke structuur waardoor het in een bepaald enzym past. Wanneer het enzym het substraat een oppervlak geeft om te binden, wordt de activeringsenergie van de reactie verminderd. Na de binding van het substraat vormt het het tussenproduct en deze stap van de tussenproductie wordt de overgangstoestand genoemd. Bij deze stap treden bindingsbreuken en bindingsvormingen op waarbij de chemische structuur van het substraat verandert terwijl de structuur van het enzym constant blijft. Nadat de producten zijn gevormd, hebben deze producten een vorm die niet past bij de actieve plaats van het enzym en daarom komen de producten vrij uit het enzym. Daarna kunnen we het vrije enzym observeren dat weer met andere substraten kan binden om vergelijkbare producten te geven. Evenzo gaat de katalytische cyclus door.
Wat zijn geïmmobiliseerde enzymen?
Geïmmobiliseerde enzymen zijn enzymen die zijn gehecht aan een inert materiaal. Deze enzymen kunnen niet van de ene plaats naar de andere gaan. Gewoonlijk is het materiaal waaraan het enzym is gebonden inert en onoplosbaar, b.v. calciumalginaat geproduceerd uit een mengsel van natriumalginaatoplossing en enzymoplossing in aanwezigheid van calciumchloride. Immobilisatie van een enzym kan zorgen voor een verhoogde weerstand tegen pH-veranderingen en temperatuurveranderingen. Het laat het enzym ook aan een enkele plaats hechten tot het einde van de reactie. Daarom kunnen we het enzym gemakkelijk van de producten scheiden om ze opnieuw in een reactie te gebruiken.
Er zijn veel commerciële toepassingen van geïmmobiliseerde enzymen vanwege het gemak (een kleine hoeveelheid van het enzym is genoeg om een reactie uit te voeren), zuinigheid (gemakkelijk om de biokatalysator te recyclen) en stabiliteit (meestal heeft dit type enzym een grote thermische en operationele stabiliteit dan vrij enzym).
Figuur 02: Alginaatgel voor immobilisatie van enzymen
We kunnen verschillende methoden gebruiken om een enzym te immobiliseren, waaronder affiniteitstagbinding, adsorptie op glas, alginaatkorrels of een matrix, insluiting, verknopingsmethode, covalente binding, enz.
Wat is het verschil tussen vrije en geïmmobiliseerde enzymen?
Vrije en geïmmobiliseerde enzymen zijn twee verschillende fasen van enzymen. Het belangrijkste verschil tussen vrije en geïmmobiliseerde enzymen is dat vrije enzymen enzymen zijn die niet aan een substraat zijn gebonden, terwijl geïmmobiliseerde enzymen niet van de ene plaats naar de andere kunnen gaan.
De onderstaande tabel somt meer verschillen op tussen vrije en geïmmobiliseerde enzymen.
Samenvatting – Gratis versus geïmmobiliseerde enzymen
Enzymen zijn eiwitten. Er zijn verschillende enzymen die nuttig zijn in biologische processen. Een enzym bindt zich met een substraat om producten te geven. Wanneer er geen substraat gebonden is, bevindt het enzym zich in een "vrije" toestand. Bovendien kunnen we een enzym immobiliseren voor commerciële doeleinden. Het belangrijkste verschil tussen vrije en geïmmobiliseerde enzymen is dat vrije enzymen enzymen zijn die niet aan een substraat zijn gebonden, terwijl geïmmobiliseerde enzymen niet van de ene plaats naar de andere kunnen gaan.
