الإنزيمات وجزيء حفظ الطاقة ATP
E n z y m e s a n d E n e r g y S t o r i n g M o l e c u l e ATP
الإنزيمات Enzymes
مركبات بروتينية، تُحفِّز التفاعلات الكيميائية من دون أنْ تُستهلَك فيها.
معظم التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل أجسام الكائنات الحيَّة تحتاج إلى طاقة تنشيط عالية.
طاقة التنشيط: هي الطاقة اللازمة لبَدْء التفاعل الكيميائي.
يوجد للإنزيم موقع نشط Active Site في صورة تجويف يتكوَّن من حموض أمينية مُعيَّنة، ويعمل قالَبًا ترتبط به المادة المُتفاعِلة التي يُؤثِّر فيها الإنزيم، فيتشكَّل مُعقَّد الإنزيم- المادة المُتفاعِلة Enzyme - Substrate Complex..
الفرضيات التي تُفسِّر ارتباط الإنزيم بالمادة التي يُؤثِّر فيها
Enzyme- Substrate Binding Hypothesis
فرضية القُفْل والمفتاح Lock and Key Hypothesis
تقوم هذه الفرضية على أنَّ شكل المادة المُتفاعِلة يتوافق مع شكل الموقع النشط للإنزيم ؛ لذا ترتبط المادة المُتفاعِلة بالموقع النشط ارتباطًا كاملا كما تتداخل مُسنَّنات المفتاح بالتجاويف المُتوافِقة مع شكلها في القُفْل.
فرضية التلاؤم المُستحَث Induced Fit Hypothesis
تقوم هذه الفرضية على أنَّ شكل الموقع النشط للإنزيم يتغيَّر تغيُّرًا بسيطًا ومُؤقَّتًا عند ارتباط المادة المُتفاعِلة به؛ لكي يُصبِح مُناسِبًا لشكلها.
العوامل المُؤثِّرة في نشاط الإنزيم
Factors Affecting Enzyme Activity
درجة الحرارة Temperature
يتأثَّر نشاط الإنزيم بدرجة حرارة الوسط الذي يحدث فيه التفاعل، فلكل إنزيم درجة حرارة مُثلى تكون عندها سرعة التفاعل الذي يُحفِّزه الإنزيم أعلى ما يُمكِن.
تعمل معظم الإنزيمات في جسم الإنسان بصورة مُثلى عند درجات الحرارة التي تتراوح بين (35°C (40°C و أيْ درجات الحرارة القريبة من درجة حرارة جسم الإنسان(37 °C )
الرقم الهيدروجيني pH
يتأثَّر نشاط الإنزيم بالرقم الهيدروجيني pH للوسط الذي يحدث فيه التفاعل، فلكل إنزيم رقم هيدروجيني أمثل تكون عنده سرعة التفاعل الذي يُحفِّزه الإنزيم أعلى ما يُمكِن.
أمّا الرقم الهيدروجيني الأمثل لعمل معظم الإنزيمات في جسم الإنسان فهو (pH=6-8)
تركيز الإنزيم:
كلَّما زاد تركيز الإنزيم زادت سرعة التفاعل الكيميائي. إذ تتوافر أعداد أكبر من المواقع النشطة للارتباط بالمادة المُتفاعِلة.
تركيز المواد المتفاعلة:
كلَّما زاد تركيز المادة المُتفاعِلة زادت سرعة التفاعل الكيميائي، وعندما تُشغَل جميع المواقع النشطة المتوافرة في جزيئات الإنزيم بجزيئات المادة المُتفاعِلة لا تحدث أيُّ زيادة في سرعة التفاعل بصرف النظر عن مقدار الزيادة في تركيز المادة المُتفاعِلة.
العوامل المساعدة ومُرافِقات الإنزيمات Cofactors and Coenzymes
جزيئات (+NAD) Nicotinamide Adenine Dinucleotide، وجزيئات (Flavin Adenine Dinucleotide (FAD التي تعمل كنواقل للإلكترونات في عديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال في الخلية.
جزيء حفظ الطاقة ATP
- تحتوي الخلايا على جزيء عضوي يُسمّى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ،Adenosine Triphosphate. وهو يخزِّن الطاقة اللازمة لمعظم العمليات التي تحدث داخل خلايا الكائنات الحيَّة.
يتكوَّن جزيء حفظ الطاقة ATP من القاعدة النيتروجينية أدينين Adenine ، وسُكَّر الرايبوز، وثلاث مجموعات من الفوسفات التي تُخزِّن الروابط بينها طاقة كيميائية.