الانزيمات

الانزيمات The Enzymes
هي جزيئات بروتينية تؤدي وظيفة العوامل المساعدة في التفاعلات الكيميائية .
ان الخلية الحية نباتية كانت ام حيوانية تحتوي على انواع من الانزيمات خاصة بتجزئة الجزيئات المعقدة الكبيرة وتحللها الى مكوناتها الاصلية كانزيم DNAase الذي يحلل جزيئة الـDNA الى مكوناتها الاولية والـProtease التي تحلل البروتينات الى مكوناتها الاولية ( الاحماض الامينية)
ان طبيعة بعض التفاعلات الكيميائية تتطلب وجود مجموعة من الانزيمات التي تساعد في اتمام سلسلة من التفاعلات الكيميائية المتتابعة . لقد اظهرت الدراسات بان الانزيمات تمثل اكثر من كونها عوامل مساعدة اعتيادية بل انها في الحقيقة تشترك مع المواد الكيميائية الداخلة في التفاعل مكونة معها مركب وسطي محدد يعرف بمعقد الانزيم –مادة التفاعل Enzyme –Substrate Complex(ES).
ان الانزيمات بصورة عامة تقلل من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل بكفاءة اكثر وبدرجة اكبر من العوامل المساعدة اللاعضوية . وبذا يكون بالامكان لهذه التفاعلات من ان تجري تحت درجات حرارية اوطأ.
تركيب الانزيم: ان بعض الانزيمات تتكون بصورة رئيسية من بروتينات كالانزيمات الهاضمة مثل الببسين والتربسين والكيموتربسين، بينما هناك انزيمات اخرى تتكون من قسم بروتيني واخر غير بروتيني . ان القسم البروتيني في تركيب الانزيم يعرف بالبروتين المقترن Conjugated protein ، فاذا كان القسم غير البروتيني سهل الانفصال عن الانزيم فيدعى بمنشط الانزيم Activator اذا كان ايونا معدنيا ، ويسمى بمساعد الانزيم Coenzyme اذا كان مركبا عضويا.
اما في حالة كون القسم غير البروتيني لايمكنه الانفصال عن الانزيم فيدعى بالمجموعة المكملة Prosthetic group في كلا الحالتين سواء كان تركيبا عضويا او ايونا معدنيا.
العوامل المؤثرة في فعالية الانزيم Factors Influencing Enzyme Activity
تؤثر في معدل التفاعل الانزيمي عدة عوامل كميائية وفزيائية هي :
1- تا ثير الرقم الهيدروحيني (pH):
عند تعريض الانزيم الى pH عالية او واطئة تحدث تغيرات مهمة على تركيب الانزيم والتي تؤدي الى فقدان فعاليته ان مثل هذا التاثير يكون في بعض الاحيان متلفا للانزيم عند بقائه مدة طويلة وفي هذه الحالة لايمكن ارجاع الانزيم الى حالته الفعالة بتغير درجة الـ pH الى الدرجة المثلى بسبب فقدانى الانزيم لصفاته الطبيعية حيث انه يترسب تحت هذه الظروف .
2- درجة الحرارة :
تختلف الانزيمات عن بعضها البعض نسبة الى درجة الحرارة المثلى لفعاليتها. ان اغلب انزيمات اللبائن لها درجات حرارية مثلى تقارب 37 مئوية . فعند تعريض مثل هذه الانزيمات الى درجات حرارية اعلى من ذلك فانها تفقد فعاليتها بسرعة ومن ثم تترسب . ان بعض انواع الطحالب وبعض انواع البكتيريا التي اعتادت المعيشة في المياه الحارة تستطيع انزيماتها الاحتفاظ بفعالياتها حتى عند درجة حرارة تزيد عن 40 درجة مئوية . وبالعكس فان هنالك انواع اخرى من البكتيريا التي تعيش في المناطق المتجمدة تتصف بان الدرجة الحرارية المثلى لفعالية انزيماتها هي صفر مئوي .
يعرف المعامل الحراري Temperature Quotient (Q10) هو النسبة معدل تفاعلين عند درجتين حرارتين يكون الفرق بينهما 10 درجات مئوية فاذا كانت هذه النسبة مساوية الى واحد فانها تعني ليس للحرارة اي تاثير على التفاعل اما اذا كانت النسبة اكثر من واحد فان التفاعل يتاثر بالحرارة وفي الحقيقة فان قيمة Q10 لاغلب التفاعلات الانزيمية تتراوح بين (2-5) ضمن الحد المسموح لدرجات الحرارة¬¬¬¬¬¬¬¬ .
3- تاثير تركيز مادة التفاعل :
عند زيادة تركيز مادة التفاعل في تفاعل ما وبصورة تدريجية مع بقاء جميع العوامل الاخرى المؤثرة في التفاعل ثابتة فان معدل التفاعل سيزداد في كل مرة يزداد فيها تركيز مادة التفاعل الى الحد الذي يقف فيه معدل التفاعل عن الزيادة ويبقى ثابتا مهما ازداد تركيز مادة التفاعل والسبب في هذا يعود الى تركيز الانزيم نفسه حيث يصبح تركيز الانزيم عندئذ هو العامل المحدد للتفاعل .