Enzimas e substratos est?o relacionados de duas maneiras principais, porque interagem frequentemente entre si em muitos processos biol?gicos. Primeiro, enzimas e substratos geralmente s?o espec?ficos um do outro, possuindo formas complementares que lhes permitem se ligar. Segundo, as enzimas podem alterar os substratos catalisando rea??es qu?micas ou modificando estruturas. Juntos, eles sofrem transforma??es, incluindo o complexo de substrato enzim?tico (ES), estados intermedi?rios e estados de transi??o.
Pensa-se que existam cerca de 75.000 enzimas no corpo humano, muitas das quais s?o espec?ficas para certos substratos. Enzimas e substratos se ligam entre si atrav?s de v?rias intera??es, incluindo liga??es de hidrog?nio, intera??es hidrof?bicas e liga??es covalentes. Essa liga??o inicial ? referida como um modelo de ajuste induzido, em vez de um modelo de bloqueio e chave, porque cada mol?cula muda em resposta ? liga??o com a outra mol?cula para formar uma nova forma tridimensional. Juntos, a enzima e o substrato comp?em o complexo ES, no qual rea??es qu?micas podem ocorrer.
Durante uma rea??o catalisada, enzimas e substratos interagem para produzir novos produtos. Enquanto a enzima permanece inalterada ap?s a conclus?o da rea??o, o substrato ? frequentemente modificado, algumas vezes transformando-se completamente em uma ou mais mol?culas. Apesar de permanecer inalterada, a enzima desempenha um papel importante nas rea??es qu?micas que ocorrem porque diminui a energia de ativa??o para a rea??o prosseguir. Isso significa que a energia presente nas intera??es qu?micas da enzima e do substrato ? suficiente para superar o obst?culo energ?tico da rea??o.
Durante a rea??o, enzimas e substratos passam por diferentes est?gios. Alguns deles, conhecidos como est?gios intermedi?rios ou intermedi?rios qu?micos, envolvem a forma??o de novas mol?culas transit?rias. A enzima ? capaz de estabiliz?-los e catalisar rea??es adicionais para transformar essas mol?culas nos produtos desejados.
Os estados de transi??o s?o outros complexos formados entre enzimas e substratos que s?o incrivelmente de curta dura??o e alta energia. Ocorrem frequentemente no momento da quebra, reforma ou rearranjo da rea??o na rea??o. As enzimas costumam ser estruturadas para reduzir a energia dos estados de transi??o por meio de liga??es estabilizadoras, e geralmente essa redu??o na energia ? o que reduz a energia de ativa??o da rea??o.
Embora existam muitos pares de substratos enzim?ticos, muitas enzimas podem corresponder a m?ltiplos substratos. De fato, s?o necess?rias muitas enzimas para unir dois substratos em uma ?nica mol?cula ou para quebrar um ?nico substrato em duas mol?culas de produto resultantes. Tamb?m existem muitas enzimas inespec?ficas, o que significa que elas podem atingir mais de um substrato, dependendo das condi??es da c?lula.