8.1: Nishati, Matter, na Enzymes

Malengo ya kujifunza

• Eleza na kuelezea kimetaboliki
• Linganisha na kulinganisha autotrophs na heterotrophs
• Eleza umuhimu wa athari za kupunguza oxidation katika kimetaboliki
• Eleza kwa nini ATP, FAD, NAD ⁺, na NADP ⁺ ni muhimu katika kiini
• Tambua muundo na vipengele vya miundo ya enzyme
• Eleza tofauti kati ya inhibitors ya ushindani na yasiyo ya ushindani ya

Mwelekeo wa kliniki: Sehemu ya 1

Hannah ni msichana mwenye umri wa miezi 15 kutoka jimbo la Washington. Anatumia majira ya joto nchini Gambia, ambapo wazazi wake wanafanya kazi kwa shirika lisilo la kiserikali. Takriban wiki 3 baada ya kufika kwake nchini Gambia, hamu ya Hana ilianza kupungua na wazazi wake waliona kwamba alionekana kuwa mvivu, amechoka, na kuchanganyikiwa. Pia alionekana hasira sana wakati alipokuwa nje, hasa wakati wa mchana. Alipoanza kutapika, wazazi wake walitambua kwamba alikuwa amepata virusi vya saa 24, lakini wakati dalili zake ziliendelea, walimpeleka kwenye kliniki. Daktari wa ndani aligundua kuwa reflexes ya Hana ilionekana kuwa polepole isiyo ya kawaida, na alipochunguza macho yake kwa mwanga, alionekana kuwa nyeti isiyo ya kawaida. Pia alionekana kuwa na shingo ngumu.

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

Je, ni baadhi ya sababu zinazowezekana za dalili za Hana?

Neno linalotumiwa kuelezea athari zote za kemikali ndani ya seli ni kimetaboliki (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Michakato ya seli kama vile jengo au kuvunjika kwa molekuli tata hutokea kwa njia ya mfululizo wa hatua kwa hatua, athari za kemikali zinazohusiana zinazoitwa njia za kimetaboliki. Majibu ambayo ni ya pekee na ya kutolewa nishati ni athari za exergonic, wakati athari za endergonic zinahitaji nishati kuendelea. mrefu anabolism inahusu wale endergonic metabolic pathways kushiriki katika biosynthesis, kuwabadili rahisi Masi vitalu ujenzi katika molekuli ngumu zaidi, na fueled na matumizi ya nishati ya mkononi. Kinyume chake, neno catabolism linamaanisha njia za exergonic ambazo huvunja molekuli tata kuwa rahisi. Nishati ya molekuli iliyohifadhiwa katika vifungo vya molekuli tata hutolewa katika njia za kataboliki na kuvuna kwa namna ambayo inaweza kutumika kuzalisha molekuli za nishati za juu, ambazo hutumiwa kuendesha njia za anabolic. Hivyo, katika suala la nishati na molekuli, seli ni daima kusawazisha catabolism na anabolism.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kimetaboliki ni pamoja na catabolism na anabolism. Njia za anabolic zinahitaji nishati ya kuunganisha molekuli kubwa. Catabolic pathways kuzalisha nishati kwa kuvunja molekuli kubwa. Aina zote mbili za njia zinahitajika ili kudumisha usawa wa nishati ya seli.

Uainishaji na Chanzo cha Carbon na N

Viumbe vinaweza kutambuliwa kulingana na chanzo cha kaboni wanachotumia kwa kimetaboliki pamoja na chanzo chao cha nishati. Viambishi awali auto- (“self”) na hetero- (“other”) hutaja asili ya vyanzo vya kaboni viumbe mbalimbali vinaweza kutumia. Viumbe vinavyobadilisha kaboni dioksidi isokaboni (CO ₂) kuwa misombo ya kaboni kikaboni ni autotrophs. Mimea na cyanobacteria ni mifano maalumu ya autotrophs. Kinyume chake, heterotrophs hutegemea misombo ngumu zaidi ya kaboni ya kikaboni kama virutubisho; hizi hutolewa kwao awali na autotrophs. Viumbe vingi, kuanzia binadamu hadi prokaryotes nyingi, ikiwa ni pamoja na Escherichia coli iliyojifunza vizuri, ni heterotrophic.

Viumbe vinaweza pia kutambuliwa na chanzo cha nishati wanachotumia. Nishati zote zinatokana na uhamisho wa elektroni, lakini chanzo cha elektroni hutofautiana kati ya aina mbalimbali za viumbe. Viambishi awali picha- (“nuru”) na chemo- (“kemikali”) hutaja vyanzo vya nishati ambavyo viumbe mbalimbali hutumia. Wale wanaopata nishati yao kwa uhamisho wa elektroni kutoka mwanga ni phototrophs, ilhali chemotrophs hupata nishati kwa uhamisho wa elektroni kwa kuvunja vifungo vya kemikali. Kuna aina mbili za chemotrophs: organotrophs na lithotrophs. Organotrophs, ikiwa ni pamoja na binadamu, fungi, na prokaryotes nyingi, ni chemotrophs zinazopata nishati kutoka misombo ya kikaboni. Lithotrofsi (“litho” maana yake ni “mwamba”) ni chemotrofs zinazopata nishati kutoka misombo isokaboni, ikiwa ni pamoja na sulfidi hidrojeni (H ₂ S) na chuma kilichopunguzwa. Lithotrophy ni ya kipekee kwa ulimwengu wa microbial.

Mikakati inayotumiwa kupata kaboni na nishati inaweza kuunganishwa kwa uainishaji wa viumbe kulingana na aina ya lishe. Viumbe wengi ni chemoheterotrofs kwa sababu hutumia molekuli za kikaboni kama vyanzo vyao vya elektroni na kaboni. \(\PageIndex{1}\)Jedwali linafupisha hili na maagizo mengine.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Uainishaji wa Viumbe kwa Nishati na Chanzo cha

Uainishaji		Nishati Chanzo	Chanzo cha kaboni	Mifano
Chemotrophs	Chemoautotrophs	Kemikali	isokaboni	Hidrojeni-, sulfuri-, chuma, nitrojeni-, na monoxide-carbon bakteria oxidizing
	Chemoheterotrophs	Kemikali	Misombo ya kikaboni	Wanyama wote, wengi fungi, protozoa, na bakteria
Photototrophs	Photoautotrophs	Mwanga	isokaboni	Mimea yote, mwani, cyanobacteria, na bakteria ya kijani na zambarau kiberiti
	Photoheterotrophs	Mwanga	Misombo ya kikaboni	Bakteria ya kijani na zambarau zambarau, heliobacteria

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

1. Eleza tofauti kati ya catabolism na anabolism.
2. Eleza tofauti kati ya autotrophs na heterotrophs.

Oxidation na Kupunguza Metabolism

Uhamisho wa elektroni kati ya molekuli ni muhimu kwa sababu nishati kubwa iliyohifadhiwa katika atomi na kutumika kwa mafuta ya kazi za seli ni katika mfumo wa elektroni za juu-nishati. Uhamisho wa nishati kwa namna ya elektroni huruhusu kiini kuhamisha na kutumia nishati kwa kiasi kikubwa; yaani, katika vifurushi vidogo badala ya moja, kupasuka kwa uharibifu. Majibu ambayo huondoa elektroni kutoka kwa molekuli za wafadhili, na kuwaacha vioksidishaji, ni athari za oksidi; wale ambao huongeza elektroni kwa molekuli za kukubali, na kuwaacha kupunguzwa, ni athari za kupunguza. Kwa sababu elektroni zinaweza kuhamia kutoka molekuli moja hadi nyingine, oxidation na kupunguza hutokea kwa kifupi. Jozi hizi za athari huitwa athari za kupunguza oxidation, au athari za redox.

Flygbolag Nishati: NAD ^{+, NADP +}, FAD, na ATP

Nishati iliyotolewa kutokana na kuvunjika kwa vifungo vya kemikali ndani ya virutubisho inaweza kuhifadhiwa ama kupitia kupunguza flygbolag za elektroni au katika vifungo vya adenosini triphosphate (ATP). Katika mifumo ya maisha, darasa ndogo la misombo hufanya kazi kama flygbolag za elektroni za mkononi, molekuli zinazofunga na kuhamisha elektroni za nishati za juu kati ya misombo katika njia. Wafanyabiashara wa elektroni kuu tutazingatia hutoka kwa kundi la vitamini B na ni derivatives ya nucleotides; wao ni nicotinamide adenine dinucleotide, nikotini adenine, dinucleotide phosphate, na flavin adenine, dinucleotide. Misombo hii inaweza kupunguzwa kwa urahisi au iliyooksidishwa. Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD ⁺ /NADH) ni carrier wa kawaida wa elektroni wa simu inayotumiwa katika catabolism. NAD ⁺ ni aina iliyooksidishwa ya molekuli; NADH ni fomu iliyopunguzwa ya molekuli. Nikotini adenine dinucleotide phosphate (NADP ⁺), aina iliyooksidishwa ya lahaja ya NAD ⁺ ambayo ina kundi la ziada la phosphate, ni carrier mwingine muhimu wa elektroni; inaunda NADPH inapopunguzwa. Aina iliyooksidishwa ya flavin adenine dinucleotide ni FAD, na fomu yake iliyopunguzwa ni FADH ₂. Wote NAD ^+/NADH na FAD/FADH ₂ ni sana kutumika katika uchimbaji nishati kutoka sukari wakati catabolism katika chemoheterotrophs, ambapo NADP ^+/NADPH ina jukumu muhimu katika athari anabolic na usanisinuru. Kwa pamoja, FADH ₂, NADH, na NADPH mara nyingi hujulikana kama kuwa na nguvu za kupunguza kutokana na uwezo wao wa kuchangia elektroni kwa athari mbalimbali za kemikali.

Kiini kilicho hai kinapaswa kuwa na uwezo wa kushughulikia nishati iliyotolewa wakati wa catabolism kwa njia ambayo inawezesha kiini kuhifadhi nishati salama na kuitoa kwa matumizi tu kama inahitajika. Seli za kuishi zinatimiza hili kwa kutumia kiwanja cha adenosini triphosphate (ATP). ATP mara nyingi huitwa “sarafu ya nishati” ya seli, na, kama sarafu, kiwanja hiki kinachofaa kinaweza kutumika kujaza mahitaji yoyote ya nishati ya seli. Katika moyo wa ATP ni molekuli ya adenosine monophosphate (AMP), ambayo inajumuisha molekuli ya adenine iliyounganishwa na molekuli ya ribose na kundi moja la phosphate. Ribose ni sukari ya kaboni tano iliyopatikana katika RNA, na AMP ni moja ya nucleotides katika RNA. Kuongezewa kwa kundi la pili la phosphate kwenye molekuli hii ya msingi husababisha kuundwa kwa adenosine diphosphate (ADP); kuongeza kwa kundi la tatu la phosphate linaunda ATP (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Kuongeza kikundi cha phosphate kwa molekuli, mchakato unaoitwa phosphorylation, unahitaji nishati. Makundi ya phosphate yanashtakiwa vibaya na hivyo kurudiana wakati wanapangwa katika mfululizo, kama wao ni katika ADP na ATP. Repulsion hii inafanya ADP na ATP molekuli asili imara. Hivyo, vifungo kati ya makundi ya phosphate (moja katika ADP na mbili katika ATP) huitwa vifungo vya juu vya nishati ya phosphate. Wakati hizi vifungo high-nishati ni kuvunjwa kutolewa phosphate moja (inayoitwa isokaboni phosphate [P _i]) au makundi mawili ya kushikamana phosphate (inayoitwa pyrophosphate [PP _i]) kutoka ATP kupitia mchakato unaoitwa dephosphorylation, nishati hutolewa kuendesha athari endergonic (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Nishati iliyotolewa kutoka kwa dephosphorylation ya ATP hutumiwa kuendesha kazi za mkononi, ikiwa ni pamoja na njia za anabolic. ATP hurejeshwa kwa njia ya fosforasi, kuunganisha nishati inayopatikana katika kemikali au kutoka jua. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Robert Bear, David Rintoul)

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Athari za Exergonic zinajumuishwa na endergonic, na kufanya mchanganyiko kuwa mzuri. Hapa, mmenyuko wa endergonic wa phosphorylation ya ATP unahusishwa na athari za exergonic za catabolism. Vile vile, mmenyuko wa exergonic wa dephosphorylation wa ATP unahusishwa na mmenyuko wa endergonic wa malezi ya polipeptidi, mfano wa anabolism.

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

Ni kazi gani ya carrier wa elektroni?

Muundo wa Enzyme na Kazi

Dutu ambayo husaidia kuharakisha mmenyuko wa kemikali ni kichocheo. Vichocheo hazitumiwi au kubadilishwa wakati wa athari za kemikali na, kwa hiyo, zinaweza kutumika tena. Ingawa molekuli isokaboni inaweza kutumika kama kichocheo kwa aina mbalimbali za athari za kemikali, protini zinazoitwa enzymes hutumika kama vichocheo kwa athari za biochemical ndani ya seli. Enzymes hivyo huwa na jukumu muhimu katika kudhibiti kimetaboliki ya seli.

Kazi ya enzyme kwa kupunguza nishati ya uanzishaji wa mmenyuko wa kemikali ndani ya seli. Activation nishati ni nishati zinazohitajika kuunda au kuvunja vifungo vya kemikali na kubadilisha reactants kwa bidhaa (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Enzymes hupunguza nishati ya uanzishaji kwa kumfunga kwa molekuli zinazojitokeza na kuziweka kwa njia ya kuharakisha majibu.

Vipengele vya kemikali ambavyo enzyme hufunga huitwa substrates, na mahali ndani ya enzyme ambapo substrate hufunga inaitwa tovuti ya kazi ya enzyme. Tabia za amino asidi karibu na tovuti ya kazi huunda mazingira maalum ya kemikali ndani ya tovuti ya kazi ambayo inasababisha kufaa kwa kumfunga, ingawa kwa ufupi, kwa substrate maalum (au substrates). Kutokana na mechi hii ya jigsaw puzzle-kama kati ya enzyme na substrates zake, enzymes hujulikana kwa maalum yao. Kwa kweli, kama enzyme hufunga kwa substrate yake, muundo wa enzyme hubadilika kidogo ili kupata fit bora kati ya hali ya mpito (kati ya miundo kati ya substrate na bidhaa) na tovuti ya kazi, kama vile glove ya mpira hufunikwa kwa mkono ulioingizwa ndani yake. Mabadiliko haya ya tovuti ya kazi mbele ya substrate, pamoja na malezi ya wakati mmoja wa hali ya mpito, inaitwa ikiwa inafaa (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Kwa ujumla, kuna enzyme hasa kuendana kwa kila substrate na, hivyo, kwa kila mmenyuko kemikali; hata hivyo, kuna baadhi ya kubadilika pia. Baadhi ya enzymes zina uwezo wa kutenda kwenye substrates kadhaa zinazohusiana na kimuundo.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Enzymes hupunguza nishati ya uanzishaji wa mmenyuko wa kemikali.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Kwa mujibu wa mfano unaofaa, tovuti ya kazi ya enzyme inakabiliwa na mabadiliko ya kimapenzi juu ya kumfunga na substrate.

Enzymes ni chini ya mvuto na hali ya ndani ya mazingira kama vile pH, substrate ukolezi, na joto. Ingawa kuongezeka kwa joto la mazingira kwa ujumla huongeza viwango vya mmenyuko, enzyme kichocheo au vinginevyo, kuongeza au kupunguza joto nje ya aina mojawapo inaweza kuathiri vifungo vya kemikali ndani ya tovuti ya kazi, na kuwafanya chini inafaa kumfunga substrates. Joto la juu hatimaye litasababisha enzymes, kama molekuli nyingine za kibiolojia, kwa denature, kupoteza muundo wao wa tatu na kazi. Enzymes pia inafaa kufanya kazi bora ndani ya aina fulani ya pH, na, kama ilivyo na joto, maadili ya pH ya mazingira yaliokithiri (tindikali au ya msingi) yanaweza kusababisha enzymes kuwa denature. Active-site minyororo ya upande wa amino-asidi ina mali yao ya tindikali au ya msingi ambayo ni sawa kwa catalysis na, kwa hiyo, ni nyeti kwa mabadiliko katika pH.

Sababu nyingine inayoathiri shughuli za enzyme ni mkusanyiko wa substrate: Shughuli za enzyme huongezeka kwa viwango vya juu vya substrate mpaka kufikia hatua ya kueneza ambayo enzyme haiwezi kumfunga substrate ya ziada. Kwa ujumla, enzymes ni optimized kufanya kazi bora chini ya mazingira ambayo viumbe kuzalisha yao kuishi. Kwa mfano, wakati microbes ambazo hukaa katika chemchem za moto zina vimeng'enya vinavyofanya kazi vizuri zaidi kwenye joto la juu, vimelea vya binadamu vina vimeng'enya vinavyofanya kazi bora kwa 37°C Vilevile, wakati enzymes zinazozalishwa na viumbe wengi hufanya kazi bora katika pH ya neutral, microbes zinazoongezeka katika mazingira ya tindikali hufanya enzymes hali, kuruhusu kwa ajili ya ukuaji wao katika hali hizo.

Enzymes nyingi hazifanyi kazi optimalt, au hata wakati wote, isipokuwa amefungwa kwa molekuli nyingine maalum nonprotein msaidizi, ama kwa muda kwa njia ya dhamana ionic au hidrojeni au kudumu kwa njia ya vifungo nguvu covalent. Kufungia kwa molekuli hizi kukuza conformation mojawapo na kazi kwa enzymes zao. Aina mbili za molekuli za msaidizi ni cofactors na coenzymes. Cofactors ni ioni isokaboni kama vile chuma (Fe ²⁺) na magnesiamu (Mg ²⁺) zinazosaidia kuimarisha conformation ya enzyme na kazi. Mfano mmoja wa enzyme ambayo inahitaji ion ya chuma kama cofactor ni enzyme inayojenga molekuli za DNA, DNA polymerase, ambayo inahitaji ioni ya zinki iliyofungwa (Zn ²⁺) kufanya kazi.

Coenzymes ni molekuli za msaidizi wa kikaboni ambazo zinahitajika kwa hatua ya Kama enzymes, hazitumiwi na, kwa hiyo, zinaweza kutumika tena. Vyanzo vya kawaida vya coenzymes ni vitamini vya chakula. Vitamini vingine ni watangulizi wa coenzymes na wengine hufanya moja kwa moja kama coenzymes

Baadhi ya cofactors na coenzymes, kama coenzyme A (CoA), mara nyingi hufunga kwenye tovuti ya kazi ya enzyme, kusaidia katika kemia ya mpito wa substrate kwa bidhaa (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Katika hali hiyo, enzyme inakosa cofactor muhimu au coenzyme inaitwa apoenzyme na haitumiki. Kinyume chake, enzyme yenye cofactor muhimu au coenzyme inaitwa holoenzyme na inafanya kazi. NADH na ATP pia ni mifano ya coenzymes kawaida kutumika ambayo hutoa elektroni high-nishati au vikundi phosphate, kwa mtiririko huo, ambayo kumfunga kwa enzymes, na hivyo inleda yao.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Kufungwa kwa coenzyme au cofactor kwa apoenzyme mara nyingi inahitajika kuunda holoenzyme hai.

Zoezi\(\PageIndex{4}\)

Je, enzymes hufanya jukumu gani katika mmenyuko wa kemikali?

Inhibitors ya enz

Enzymes zinaweza kudhibitiwa kwa njia ambazo zinaweza kukuza au kupunguza shughuli zao. Kuna aina nyingi za molekuli zinazozuia au kukuza kazi ya enzyme, na taratibu mbalimbali zipo kwa kufanya hivyo (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Inhibitor ya ushindani ni molekuli sawa na substrate ambayo inaweza kushindana na substrate kwa kumfunga kwenye tovuti ya kazi kwa kuzuia tu substrate kutoka kumfunga. Kwa kizuizi cha ushindani kuwa na ufanisi, mkusanyiko wa kizuizi unahitaji kuwa takriban sawa na mkusanyiko wa substrate. Dawa za Sulfa hutoa mfano mzuri wa ushindani wa ushindani. Wao ni kutumika kutibu maambukizi ya bakteria kwa sababu wao kumfunga kwa tovuti ya kazi ya enzyme ndani ya bakteria folic acid awali njia. Iwapo katika kipimo cha kutosha, dawa ya sulfa inazuia awali ya asidi ya folic, na bakteria haziwezi kukua kwa sababu haziwezi kuunganisha DNA, RNA, na protini. Binadamu hawapatikani kwa sababu tunapata asidi folic kutoka kwenye mlo wetu.

Kwa upande mwingine, noncompetitive (allosteric) kiviza hufunga kwa enzyme katika tovuti allosteric, eneo lingine zaidi ya tovuti ya kazi, na bado itaweza kuzuia substrate kisheria kwa tovuti ya kazi kwa kuchochea mabadiliko conformational ambayo inapunguza mshikamano wa enzyme kwa substrate yake (Kielelezo \(\PageIndex{8}\)). Kwa sababu moja tu kiviza molekuli inahitajika kwa enzyme kwa ajili ya kuzuia ufanisi, mkusanyiko wa inhibitors zinahitajika kwa ajili ya kukandamiza noncompetitive ni kawaida chini sana kuliko mkusanyiko substrate.

Mbali na inhibitors allosteric, kuna activators allosteric ambayo hufunga kwa maeneo ya enzyme mbali na tovuti ya kazi, na kusababisha mabadiliko ya kimapenzi ambayo huongeza mshikamano wa tovuti ya kazi ya enzyme kwa substrate yake (s).

Udhibiti wa Allosteric ni utaratibu muhimu wa udhibiti wa njia za kimetaboliki zinazohusika katika catabolism na anabolism. Kwa njia ya ufanisi zaidi na ya kifahari, seli zimebadilika pia kutumia bidhaa za athari zao za kimetaboliki kwa kuzuia maoni ya shughuli za enzyme. Uzuiaji wa maoni unahusisha matumizi ya bidhaa za njia ili kudhibiti uzalishaji wake zaidi. Kiini hujibu kwa wingi wa bidhaa maalum kwa kupunguza kasi ya uzalishaji wakati wa athari za anabolic au catabolic (Kielelezo\(\PageIndex{8}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Shughuli za enzyme zinaweza kudhibitiwa na inhibitors za ushindani, ambazo hufunga kwenye tovuti ya kazi, au inhibitors zisizo za ushindani, ambazo hufunga kwenye tovuti ya alloster

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): (a) Kufungwa kwa kizuizi cha allosteric hupunguza shughuli za enzyme, lakini kumfunga kwa activator ya allosteric huongeza shughuli za enzyme. (b) Kuzuia maoni, ambapo bidhaa ya mwisho ya njia hutumika kama kizuizi kisicho na ushindani kwa enzyme mapema katika njia, ni utaratibu muhimu wa udhibiti wa allosteric katika seli.

Zoezi\(\PageIndex{5}\)

Eleza tofauti kati ya kizuizi cha ushindani na kizuizi kisicho na ushindani.

Dhana muhimu na Muhtasari

• Kimetaboliki inajumuisha athari za kemikali zinazovunja molekuli tata (catabolism) na zile zinazojenga molekuli tata (anabolism).
• Viumbe vinaweza kuainishwa kulingana na chanzo chao cha kaboni. Autotrophs kubadilisha kaboni dioksidi isokaboni katika kaboni hai; heterotrophs hutumia misombo ya kaboni ya kikaboni ya
• Viumbe vinaweza pia kuainishwa kulingana na chanzo chao cha nishati. Phototrophs hupata nishati zao kutoka mwanga. Chemotrophs hupata nishati zao kutoka kwa misombo ya kemikali. Organotrofs hutumia molekuli za kikaboni, na lithotrofi hutumia kemikali isokaboni.
• Flygbolag za elektroni za mkononi hukubali elektroni za juu-nishati kutoka vyakula na baadaye hutumika kama wafadhili wa elektroni katika athari za red FAD/FADH ₂, NAD ⁺ /NADH, na NADP ⁺ /NADPH ni flygbolag muhimu za elektroni.
• Adenosine triphosphate (ATP) hutumika kama sarafu ya nishati ya seli, salama kuhifadhi nishati ya kemikali katika vifungo vyake viwili vya juu vya nishati phosphate kwa ajili ya matumizi ya baadaye ili kuendesha mchakato unaohitaji nishati.
• Enzymes ni vichocheo vya kibiolojia vinavyoongeza kiwango cha athari za kemikali ndani ya seli kwa kupunguza nishati ya uanzishaji inayohitajika kwa mmenyuko kuendelea.
• Kwa asili, athari za exergonic hazihitaji nishati zaidi ya nishati ya uanzishaji kuendelea, na hutoa nishati. Wanaweza kuendelea bila enzymes, lakini kwa kiwango cha polepole. Kinyume chake, athari endergonic zinahitaji nishati zaidi ya nishati ya uanzishaji kutokea. Katika seli, athari za endergonic zinajumuishwa na athari za exergonic, na kufanya mchanganyiko kwa nguvu sana.
• Substrates hufunga kwenye tovuti ya kazi ya enzyme. Utaratibu huu kwa kawaida hubadilisha miundo ya tovuti yote ya kazi na substrate, ikipendelea malezi ya hali ya mpito; hii inajulikana kama inafaa.
• Cofactors ni ions isokaboni kwamba utulivu enzyme conformation na kazi. Coenzymes ni molekuli za kikaboni zinazohitajika kwa kazi sahihi ya enzyme na mara nyingi hutolewa na vitamini. Enzyme inakosa cofactor au coenzyme ni apoenzyme; enzyme yenye cofactor iliyofungwa au coenzyme ni holoenzyme.
• Inhibitors ya ushindani hudhibiti enzymes kwa kumfunga kwenye tovuti ya kazi ya enzyme, kuzuia kisheria Inhibitors zisizo na ushindani (allosteric) hufunga kwenye maeneo ya allosteric, na kusababisha mabadiliko ya kimapenzi katika enzyme ambayo inazuia kufanya kazi. Uzuiaji wa maoni hutokea wakati bidhaa za njia ya metabolic zisizo na ushindani zinafunga kwa enzyme mapema katika njia, hatimaye kuzuia awali ya bidhaa.