ما هي الانزيمات؟ وكيف تعمل؟
لفهم بنية ووظيفة الإنزيمات ، من المهم أولاً معرفة ما هي الإنزيمات بالضبط. ببساطة ، الأنزيمات هي بروتينات تشارك في عمليات الأيض الخلوي مع القدرة على تحسين معدل التفاعل بين الجزيئات الحيوية. الحياة لن تكون موجودة بدون وجود إنزيمات.
ما هي الإنزيمات وما الذي يجعلها مميزة؟
تقوم الإنزيمات في الغالب بتحفيز التفاعلات الكيميائية التي قد لا تحدث بخلاف ذلك عن طريق خفض طاقة التنشيط إلى مستوى "أكثر تكلفة" للخلية.
يمكن لبعض الإنزيمات حتى عكس رد الفعل (أو المواد المتفاعلة) من الاتجاه الذي ستأخذه عادة عن طريق تقليل طاقة التنشيط (Ea) إلى الحد الذي يفضي فيه التفاعل إلى الاتجاه العكسي.
يمكن عزل الإنزيمات باستخدام طرق تنقية البروتين المختلفة. يقاس نقاء إعداد الإنزيم بتحديد نشاطه المحدد.
تركيب الانزيمات
يمكن أن تحتوي الإنزيمات على أوزان جزيئية تتراوح بين 10000 إلى أكثر من مليون. الوزن الجزيئي هو مجموع الأوزان الذرية لذرات الجزيء. في الكيمياء ، يميل المصطلح إلى أن يستخدم بالتبادل مع الكتلة الجزيئية. تحتوي بعض الإنزيمات على أوزان جزيئية تقع تحت النطاق المذكور أعلاه.
عدد قليل من الإنزيمات ليست بروتينات ولكنها تتكون من جزيئات صغيرة من الحامض النووي الريبي. في كثير من الأحيان ، تكون الإنزيمات عبارة عن مجمعات متعددة البروتينات تتكون من عدد من الوحدات الفرعية الفردية للبروتين.
تعمل العديد من الإنزيمات على تحفيز التفاعلات دون مساعدة ، ولكن بعضها يتطلب مكونًا إضافيًا غير بروتيني يسمى العامل المشترك.
قد تكون العوامل المشتركة عبارة عن أيونات غير عضوية مثل Fe 2+ ، أو Mg 2+ ، أو Mn 2+ ، أو Zn 2+ ، أو تتكون من جزيئات عضوية أو ميتالو - عضوية تعرف باسم الإنزيمات المشتركة.
كيف تصنف الانزيمات
تصنف الإنزيمات وفقا للتفاعلات التي تحفزها. الفئات الست هي كما يلي: oxidoreductases ، transferases ، hydrolases ، lyases ، isomerases ، ligases.
تعد الهيدرولازات ، والمؤكسدات المؤكسدة ، والناقلات الانتقائية أكثر أشكال الإنزيمات ، بينما تكون الأشكال المتبقية من الإنزيمات أقل شيوعًا.
تحفز الأكسدة المحفزة تفاعلات الأكسدة التي تنتقل فيها الإلكترونات من جزيء إلى آخر. ترانسفيراز تحفز نقل مجموعة وظيفية من جزيء إلى آخر. تحفز إنزيمات الهيدرولاز التحلل المائي أو العملية التي يتم بواسطتها تكسير الروابط الفردية عند التعرض للماء.
الليزرات هي عبارة عن إنزيمات تحفز كسر الروابط الكيميائية المختلفة بوسائل أخرى غير التحلل المائي والأكسدة ، وغالباً ما تشكل رابطة مزدوجة جديدة أو بنية حلقة جديدة. تحفز Isomerases التحولات الهيكلية في جزيء ، مما تسبب في تغيير في الشكل. Ligases هي المسؤولة عن تحفيز الربط ، المعروف أيضا باسم مزيج من زوج من ركائز ، أو المواد المتفاعلة.
أمثلة على الانزيمات
الكحول ديهيدروجينيز هو إنزيم أكسيدوروكتاز الذي يحول الكحولات إلى الألدهيدات أو الكيتونات. هذا الإنزيم يجعل الكحول أقل سمية لأنه يكسرها. كما أنه يلعب دورًا رئيسيًا في عملية التخمير.
ناقلات النواقل هي ترانسفيرازات تحفز تدهور الأحماض الأمينية عن طريق إزالة مجموعات الأمينية.
Glucose-6-phosphatase هو hydrolase يزيل مجموعة الفوسفات من الجلوكوز 6-الفوسفات ، وترك الجلوكوز و H 3 PO 4 .
Pyarvate decarboxylase هو لياز يزيل ثاني أكسيد الكربون من البيروفات.
الفوسفات epimerase الفوسفات هو ايزوميراز الذي يحفز interconversion من ribulose-5-phosphate و xylulose-5-phosphate. وأخيراً ، hexokinaseis a ligase الذي يحفز interconversion من الجلوكوز و ATP مع الجلوكوز 6-الفوسفات و ADP.