|
آنزیمها
مهمترین گروه از پروتئینها هستند که انجام واکنشهای بیوشیمیایی و سرعت بخشیدن به آنها را بر عهده دارند و به همین دلیل این ترکیبات کاتالیزگرهای زیستی نامیده میشوند که به عنوان کاتالیزگرهای یاختهای نیز معروفند. آنزیم ها ترکیباتی هستند که میتوانند سرعت واکنش را تا حدود 107 برابر افزایش دهند.
آنزیم مانند یک کاتالیزگر غیر آلی میزان واکنش را با پایین آوردن انرژی فعال سازی واکنش لازم برای انجام واکنش تسریع میکند و برخلاف آن انرژی فعال سازی را با جایرگزین کردن یک سد انرژی فعال سازی بزرگ با یک سد انرژی سازی کوچک پایین میآورد. انجام سریع یک واکنش در موقعیت آزمایشگاهی به شرایط ویژهای مانند دما و فشار بالا نیاز دارد. لذا باید در یاخته که شرایط محیطی در آن کاملا ثابت است و انجام چنین واکنشهایی بسیار کند است، مکانیسمی دقیق وجود داشته باشد. این عمل بوسیله آنزیمها صورت میگیرد.
کاتالیزگرها در واکنشها بدون تغییر میمانند، ولی آنزیمها مانند سایر پروتئینها تحت شرایط مختلف پایدار نمیمانند. این مواد در اثر حرارت بالا و اسیدها و قلیاها تغییر میکنند. کاتالیزگرها تاثیری در تعادل واکنش برگشت پذیر ندارند، بلکه فقط سرعت واکنش را زدیاد میکنند تا به تعادل برسند. آنزیمها با کاهش انرژی فعال سازی (activation) سرعت واکنش شیمیایی را افزایش میدهند.
آنزیمها مولکولهای پروتئینی هستند که دارای یک یا چند محل نفوذ سطحی (جایگاههای فعال) هستند که سوبسترا یعنی مادهای که آنزیم بر آن اثر میکند، به این نواحی متصل میشود. تحت تاثیر آنزیمها ، سوبسترا تغییر میکند و به یک یا تعدادی محصول تبدیل میشود.
ساختار آنزیمها
آنزیمها ماهیتی پروتئینی دارند و ساختار بعضی ساده یعنی از یک زنجیره پلی پپتیدی ساخته شدهاند و بعضی الیگومر هستند. ساختار بعضی از آنزیمها منحصرا از واحدهای اسید آمینه تشکیل یافته اما برخی دیگر برای فعالیت خود نیاز به ترکیبات غیر پروتئینی دارند که به نام گروه پروستتیک معروف است و این گروه میتواند یک فلز یا یک کو آنزیم باشد و با آنزیم اتصال محکمی را برقرار میکنند. بخش پروتئینی آنزیم (بدون گروه پروستتیک) آپوآنزیم نام دارد و مجموع آنزیم فعال از نظر کاتالیزوری و کوفاکتور مربوطه هولوآنزیم نام دارد.
در یک واکنش ساده ابتدا آنزیم (E) با ماده اولیه یا سوبسترا (S) ترکیب میشود و کمپلکس آنزیم – سوبسترا میدهد در مرحله بعدی با انجام واکنش ، فراورده یا محصول (P) ایجاد میشود و آنزیم رها میگردد.
P+E←→ES←→S+E
برخلاف کاتالیزگرهای غیر آلی ، فعالیت آنزیم اختصاصی است، یعنی هر آنزیم میتواند بر سوبسترای مشخص اثر کند. در عین حال درجات مختلفی از تخصص وجود دارد. علت اختصاصی بودن آنزیمها را باید در ساختار فضایی آن جستجو کرد. بعضی از آنزیمها میتوانند نه تنها بر روی یک سوبسترای معین اثر کنند، بلکه قادرند بر روی تمام موادی که دارای یک عامل شیمیایی هستند، موثر باشند
هر آنزیم بر سوبسترای ویژه خود اثر کرده و فرآورده ویژهای را تولید میکند. به این منظور هر آنزیم ساختار سه بعدی ویژه خود را دارا است که آن را برای انجام فعالیت کاتالیزی مناسب میسازد و بخشی از آنزیم که با سوبسترا بند و بست مییابد، جایگاه فعال نام دارد
عوامل بازدارنده بعضی از ترکیبات میتوانند با آنزیم – سوبسترا ترکیب و فعالیت سوبسترا ایجاد فرآورده اختصاصی سوبسترای آن را تحت تاثیر قرار دهند و در صورتیکه این ترکیبات موجب تشکیل نشدن فراورده شوند، به نام بازدارندههای آنزیمی نامیده میشوند که به سه نوع زیر موجودند.
|
