Enzymen verschillen in de specificiteit van de substraten waaraan zij zich binden, om specifieke fysiologische functies te kunnen vervullen. Sommige enzymen hoeven minder specifiek te zijn en kunnen zich daarom aan talrijke substraten binden om een reactie te katalyseren. Anderzijds vereisen bepaalde fysiologische functies een extreme specificiteit van het enzym voor één specifiek substraat om een juiste reactie en een juist fysiologisch fenotype tot stand te brengen. De verschillende soorten categoriseringen verschillen op grond van hun specificiteit voor substraten. Over het algemeen zijn ze verdeeld in vier groepen: absolute, groep, koppeling, en stereochemische specificiteit.
Absolute specificiteitEdit
Absolute specificiteit kan worden gezien als exclusief, waarbij een enzym werkt op één specifiek substraat. Absoluut specifieke enzymen katalyseren slechts één reactie met hun specifieke substraat. Zo is lactase een enzym dat specifiek is voor de afbraak van lactose in twee suikermonosachariden, glucose en galactose. Een ander voorbeeld is glucokinase, een enzym dat betrokken is bij de fosforylering van glucose tot glucose-6-fosfaat. Het is hoofdzakelijk actief in de lever en is het belangrijkste isozyme van Hexokinase. Zijn absolute specificiteit verwijst naar het feit dat glucose de enige hexose is die zijn substraat kan zijn, in tegenstelling tot hexokinase, dat vele hexosen als substraat kan hebben.
GroepsspecificiteitEdit
Groepsspecificiteit treedt op wanneer een enzym alleen zal reageren met moleculen die specifieke functionele groepen hebben, zoals aromatische structuren, fosfaatgroepen, en methylen. Een voorbeeld is pepsine, een enzym dat cruciaal is bij de vertering van voedsel dat we via onze voeding binnenkrijgen, en dat peptidebindingen tussen hydrofobe aminozuren hydrolyseert, met herkenning voor aromatische zijketens zoals fenylalanine, tryptofaan, en tyrosine. Een ander voorbeeld is hexokinase, een enzym dat betrokken is bij de glycolyse en dat glucose fosforyleert om glucose-6-fosfaat te produceren. Dit enzym vertoont groepsspecificiteit doordat het meerdere hexosen (suikers met 6 koolstofatomen) als substraat toelaat. Glucose is een van de belangrijkste substraten in metabolische routes waarbij hexokinase betrokken is, vanwege zijn rol in de glycolyse, maar is niet het enige substraat waarmee hexokinase een reactie kan katalyseren.
BindingsspecificiteitEdit
Bondsspecificiteit herkent, in tegenstelling tot groepsspecificiteit, bepaalde typen chemische bindingen. Dit verschilt van groepsspecificiteit, omdat deze niet afhankelijk is van de aanwezigheid van bepaalde functionele groepen om een bepaalde reactie te katalyseren, maar veeleer van een bepaald bindingstype (bijvoorbeeld een peptidebinding).
Stereochemische specificiteitEdit
Deze vorm van specificiteit is gevoelig voor de optische activiteit van de oriëntatie van het substraat. Stereochemische moleculen verschillen in de wijze waarop zij vlak gepolariseerd licht roteren, of in de oriëntatie van de bindingen (zie alfa- en betaglycosidische bindingen). Enzymen die stereochemisch specifiek zijn, zullen substraten met deze specifieke eigenschappen binden. Zo zal bèta-glycosidase alleen reageren met bèta-glycosidebindingen die aanwezig zijn in cellulose, maar niet in zetmeel en glycogeen, die alfa-glycosidebindingen bevatten. Dit is van belang voor de wijze waarop zoogdieren voedsel kunnen verteren. In het speeksel van zoogdieren is bijvoorbeeld het enzym Amylase aanwezig, dat stereospecifiek is voor alfa-bindingen, en daarom zijn zoogdieren in staat zetmeel en glycogeen efficiënt te gebruiken als vormen van energie, maar cellulose niet (omdat het een beta-binding is).