Az enzimek a specifikus fiziológiai funkciók ellátása érdekében különböző szubsztrátokhoz kötődnek. Egyes enzimeknek kevésbé specifikusnak kell lenniük, ezért egy reakció katalizálásához számos szubsztráthoz kötődhetnek. Másrészt bizonyos fiziológiai funkciók megkövetelik az enzim extrém specifitását egyetlen specifikus szubsztrátra, hogy a megfelelő reakció és fiziológiai fenotípus létrejöjjön. A különböző kategorizálási típusok a szubsztrátokra való specifitásuk alapján különböznek egymástól. Legáltalánosabban négy csoportra oszthatók: abszolút, csoport-, kötés- és sztereokémiai specificitás.
Abszolút specificitásSzerkesztés
Az abszolút specificitás kizárólagosnak tekinthető, amikor az enzim egyetlen specifikus szubsztrátra hat. Az abszolút specifikus enzimek csak egy reakciót katalizálnak a specifikus szubsztrátjukkal. Például a laktáz a laktóz két cukormonoszacharidra, glükózra és galaktózra történő lebontására specifikus enzim. Egy másik példa a glükokináz, amely a glükóz glükóz-6-foszfáttá történő foszforilálásában részt vevő enzim. Elsősorban a májban aktív, és a hexokináz fő izoenzimje. Abszolút specificitása arra utal, hogy a glükóz az egyetlen hexóz, amely szubsztrátja lehet, szemben a hexokinázzal, amely számos hexózt fogad be szubsztrátként.
Csoport-specifikusságSzerkesztés
Csoport-specifikusságról akkor beszélünk, ha egy enzim csak olyan molekulákkal reagál, amelyek meghatározott funkciós csoportokkal rendelkeznek, például aromás szerkezetekkel, foszfátcsoportokkal és metilcsoportokkal. Egy példa erre a pepszin, egy enzim, amely kulcsfontosságú a táplálékkal bevitt élelmiszerek emésztésében, és amely hidrolizálja a hidrofób aminosavak közötti peptidkötéseket, felismerve az aromás oldalláncokat, például a fenilalanint, a triptofánt és a tirozint. Egy másik példa a hexokináz, a glikolízisben részt vevő enzim, amely a glükózt foszforilálja glükóz-6-foszfát előállítására. Ez az enzim csoport-specifikusságot mutat azáltal, hogy több hexóz (6 szénatomos cukor) szubsztrátként való felhasználását teszi lehetővé. A glükóz a glikolízisben betöltött szerepe miatt az egyik legfontosabb szubsztrát a hexokinázt érintő anyagcsereutakban, de nem ez az egyetlen szubsztrát, amellyel a hexokináz képes reakciót katalizálni.
KötésspecificitásSzerkesztés
A kötésspecificitás, ellentétben a csoportspecificitással, bizonyos kémiai kötéstípusokat ismer fel. Ez abban különbözik a csoportspecificitástól, hogy egy adott reakció katalizálásához nem bizonyos funkciós csoportok jelenlétére, hanem egy bizonyos kötéstípusra (például peptidkötésre) van szükség.
Sztereokémiai specificitásSzerkesztés
Ez a fajta specificitás érzékeny a szubsztrát orientációjának optikai aktivitására. A sztereokémiai molekulák abban különböznek, hogy milyen módon forgatják a síkban polarizált fényt, illetve a kötések orientációját (lásd alfa-, béta-glikozidos kötések). A sztereokémiailag specifikus enzimek az ilyen különleges tulajdonságokkal rendelkező szubsztrátokat kötik meg. Például a béta-glikozidáz csak a cellulózban jelen lévő béta-glikozidos kötésekkel reagál, de nem a keményítőben és a glikogénben, amelyek alfa-glikozidos kötéseket tartalmaznak. Ennek jelentősége van abban, hogy az emlősök hogyan képesek megemészteni a táplálékot. Például az emlősök nyálában jelen van az amiláz enzim, amely sztereospecifikus az alfa-kötésekhez, ezért képesek az emlősök hatékonyan felhasználni a keményítőt és a glikogént mint energiaformákat, de a cellulózt nem (mivel az béta-kötéses).