إنزيم

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

مخطط لأنزيم تريوزفوسفات إيزميراز

الإنزيم (ويدعوه البعض إنظيم) Enzyme وهي كلمة لاتينية تعني in yeast(في الخميرة), إذ ان عملية الحفز الحيوي ,اكتشفت اولا في عملية تخمر الجلوكوز الى كحول بوساطة الخميرة.

الانزيم عبارة عن بروتين أو معقد بروتيني معدني يعمل ضمن الجسم الحي في نطاق درجة حرارة الجسم الفيزيولوجية كوسيط يعمل على تسريع التفاعلات الكيميائية الحيوية و التحكم بالبنية الفراغية للناتج , آلية عمله تشابه باقي الوسطاء عن طريق خفض طاقة تنشيط التفاعل activiation Energy مما يسمح بانجاز تفاعلات تجري عادة ضمن درجات حرارة مرتفعة جدا , وفق الشروط الحيوية بدرجة حرارة لا تتعدى درجة حرارة الجسم الحي , ليعود بعد انجاز التفاعل الى وضعه الأصلي مما يمكنه من المشاركة بتفاعل جديد و هذا ما يسمح لكميات قليلة من الأنزيم بالمشاركة لفترة زمنية طويلة في التفاعل.

[تحرير] البنية ثلاثية الأبعاد

صورة توضح مواقع الإرتباط في الأنزيمات

تتحدد وظيفة النزيمات كما هي حالة البروتينات ببنيتها ثلاثية الأبعاد , و يمكن أن نصنف الأنزيمات حسب عدد السلاسل الببتيدية المشاركة في تركيبها:

بروتينات أحادية الجزيء: تتالف من سلسلة ببتيدية واحدة ملتفة مؤلفة من مئات الحموضا لأمينية و ربما أكثر.
بروتينات متعددة الجزيء: تتألف من عدة سلاسل ببتيدية , مختلفة او متماثلة , تتصرف معا كانها بنية واحدة.

و كما هي حال البروتينات فإن الأنزيمات تتشكل من سلاسل ببتيدية مؤلفة من حموض امينية تلتف على بعضها لتشكيل بنية ثلاثية الأبعاد , كما تترابط السلاسل الببتيدية بعد ذلك بروابط غير تكافؤية لتكون بروتينات معقدة تمتلك خواصا حركية و مراكز ارتباط .

معظم الأنزيمات تشكل جزيئات بروتينية ضخمة أكبر بكثير من الركائز substrates التي ترتبط بها لذلك فإن ما يشكل تماسا مباشرا بين الأنزيم و الركازة المرتبطة لا يتعدى عشرة حموض امينية تشكل ما يسمى تجويف أو موقع الإرتباط Bindingsite. أحيانا يمتلك الأنزيم أكثر من موقع ارتباط واحد و احيانا يوجد ضمن الأنزيم موقع ارتباط لعامل مرافق cofactor ارتباطه ضروري لإنجاز التفاعل. بعض المواقع الإرتباطية ذات وظيفة تنظيمية , فهي تقوم بزيادة او تخفيض نشاط الأنزيم.

[تحرير] الإصطفائية

الأنزيمات بشكل عام اصطفائية بالنسبة للتفاعلات و الركائز التي تنجز هذه التفاعلات عليها , و تلعب هنا تكاملية الشكل و الشحنة لكل من البروتين و الركازة دورا مهما في هذه الإصطفائية .

[تحرير] فرضية القفل و المفتاح

وضعت هذه الفرضية من قبل اميل فيشر لتفسير اصطفائية الأنزيمات حيث افترض ان موقع الإرتباط في الأنزيم يشابه دور القفل الذي لا يفتحه إلا مفتاح مخصص له ينطبق شكله على متطلبات هذا القفل , وهذا ما يؤدي إلى ان جزيئات معينة فقط تستطيع الإرتباط بالنزيم في موقع ارتباطه التفاعلي لتخضع للتقاعلات التي ينجزها الأنزيم.

[تحرير] فرضية التلائم المحرض

اقترح كوشلاند فرضية معدلة عن فرضية القفل و المفتاح آخذا بعين الإعتبار حركية الجزيئات البروتينية , حيث افترض أنه منغير الضروري أن تناسب الركازة تماما شكل موقع الإرتباط , فالسلاسل الببتيدية في موقع الإرتباط تستطيع أن تغير موافعها لتلائم ارتباط بعض الركائز , كما ان هذه السلاسل الببتيدية تأخذ في شكلها الجديد وضعية تسهل عملها التحفيزي مما يؤدي إلى إنجاز التفاعل الكيميائي المطلوب .

[تحرير] عوامل الأنزيم المرافقة

بعض الأنزيمات تستطيع أن تقوم لوحدها بالمهمة التحفيزية كاملة لكن هذه ليست حالة معظم النزيمات فمعظم الأنزيمات تحتاج عوامل مرافقة تساعدها على انجاز التفاعلات , هذه العوامل المرافقة هي غالبا جزيئات غير بروتينية يمكننا تصنيفها في ثلاثة أقسام :

منشطات الأنزيم activators , متممات الأنزيم ( كوأنزيم) Coenzyme, مجموعات مضافة prosthetic group .

[تحرير] اصطلاحات تسمية الأنزيمات

المجموعة	التفاعل المحفز	التفاعل النموذجي	Enzyme example(s) with trivial name
EC 1 أوكسيدوريدوكتاز (أنزيمات الأكسدة-إرجاع)	To catalyze تفاعلات أكسدة/إرجاع ; نقل لذرات H و O او الكترونات من مادة لأخرى	AH + B → A + BH (reduced) A + O → AO (oxidized)	ديهيدروجيناز, اوكسيداز
EC 2 ترانسفيراز (أنزيمات النقل	نقل زمرة وظيفية من مادة إلى أخرى another. The الزمرة قد تكون : متيل - أسيل - فوسفات	AB + C → A + BC	ترانسأميناز, كيناز
EC 3 هيدرولاز (تفاعلات الحلمهة)	إنتاج مادتين من مادة واحدة بتفاعل الحلمهة	AB + H₂O → AOH + BH	ليباز, أميلاز, بيبتيداز
EC 4 لياز	إضافة أو نزع لمجموعات بطريقة غير إماهية (دون تدخل جزيئة الماء: الروابط التالية C-C, C-N, C-O or C-S يمكن ان تكسر	RCOCOOH → RCOH + CO₂
EC 5 إيزوميراز (أنزيمات إعادة الترتيب)	إعادة ترتيب داخل-جزيئي, i.e. تزامر يغير ترتيب المجموعات الوظيفية داخل الجزيئة الواحدة	AB → BA	ايزوميراز, موتاز
EC 6 ليغاز (أنزيمات الربط)s	دمج جزيئتين مع بعضهما عن طريق تشكيل روابط جديدة تكافؤية من نوع C-O, C-S, C-N or C-C يترافق مع تحطم جزيئات ATP لكسب الطاقة	X + Y+ ATP → XY + ADP + Pi	سينثيتاز