ما هو الإنزيم؟

الإنزيم (Enzyme) عبارة عن محفِّز بيولوجي يساهم في زيادة سرعة تفاعلات كيميائية محدّدة داخل الخلية، دون أنْ يتأثر أو يتعرَّض للتلف خلال التفاعل،[١] وتجدر الإشارة إلى أنّ كافّة الكائنات الحية لديها إنزيمات تساعد على بناء مواد أو تحطيم مواد معينة، فجسم الإنسان يُنتج الإنزيمات، غير أنّ بعض الإنزيمات متوفرة أيضًا في المواد المصنعة والأغذية.[٢]


ما هي شروط عمل الإنزيم؟

يوجد عدد كبير من أنواع الإنزيمات التي يعمل كلٌّ منها على تحفيز تفاعل كيميائي محدّد،[١] ويكون ذلك وفق شروط معينة تختلف باختلاف نوع الإنزيم، ومن أهم الشروط والظروف التي تؤثر على عمله:[٣]

  • درجة الحرارة: يعمل الإنزيم بشكلٍ أفضل عند درجة حرارة معينة، فمثلًا، تعمل إنزيمات جسم الإنسان بفعالية مناسبة عند درجة حرارة 37 درجة مئوية، وفي حالة انخفاض الحرارة أو ارتفاعها بشكلٍ كبير يتأثر نشاط الإنزيمات.
  • الرقم الهيدروجيني: بعض الإنزيمات تعمل في الوسط الحامضي، بينما تعمل أخرى في الوسط القاعدي، وكمثال على ذلك إنزيمات الأمعاء التي تعمل بشكلٍ أفضل في الوسط القاعدي الذي يعادل 7.5، بينما تعمل إنزيمات المعدة بشكلِ أفضل في الوسط الحمضي الذي يعادل 2.
  • توفر العوامل المساعدة: بعض الإنزيمات لا تعمل دون وجود عامل مساعد محدّد مرتبط بها أثناء تسريع التفاعل، كما هو الحال مع إنزيم أنهيدراز كربوني (Carbonic anhydrase) الذي لا يعمل دون ارتباطه بأيون الزنك ليساعد على بقاء الرقم الهيدروجيني معتدلًا في الجسم.
  • المادّة الركيزة: يعمل الإنزيم عند ارتباطه بالمادة الركيزة (الوسط الذي يحدث فيه التفاعل الكيميائي)، وفي هذه المرحلة تعتمد سرعة التفاعل وتحويل المتفاعلات إلى نواتج على تركيز هذه المادة، فكلما زاد تركيزها زادت سرعة التفاعل إلى حين الوصول إلى السرعة القصوى التي تكون فيها كافّة الأجزاء النشِطة في الإنزيم محجوزة.[٤]


ما هي أجزاء الإنزيم؟

يحتوي كلّ إنزيم على جزء مميز يُعرف بالموقع النشط (Active site)، وفي هذا الموقع يرتبط الإنزيم مع الركيزة (Substrate) التي لا بدّ أنْ تلائمه حتى يعمل عليها ويحفز التفاعل.[٢]


ما هي مثبطات الإنزيمات؟

بعض التفاعلات التي تحفَّز من قِبل الإنزيمات تحتاج إلى إبطاء سرعتها أو إيقافها بشكلٍ تام لظروفٍ معينة، ويحدث ذلك عند ارتباطها بالمثبطات،[٣] ومن طرق تثبيط الإنزيمات ما يأتي:

  • التثبيط التنافسي (Competitive inhibition): يحدث عند ارتباط جزيء شبيه بالمادة الركيزة في المنطقة النشطة للإنزيم، فيعمل على منع ارتباطه بالمادّة الركيزة وحدوث التفاعل.[٤]
  • التثبيط غير التنافسي (Non-competitive inhibition): يحدث عند ارتباط مادة مثبطة للإنزيم في موقع مختلف عن الموقع النشِط فيه الذي ترتبط فيه المادة الركيزة.[٤]
  • مثبط غير تنافسي (Uncompetitive inhibitor): وفي هذه الحالة يرتبط المثبط بالإنزيم والمادة الركيزة بعد ارتباطهما معًا، وهو ما يساعد على إبطاء سرعة التفاعل.[٣]
  • المثبطات اللاعكوسة (Irreversible inhibitors): ترتبط هذه المثبطات في الإنزيم وتعمل على تثبيط نشاطه بشكلٍ دائم.[٣]


أمثلة على بعض الإنزيمات

في الآتي بعض الأمثلة على أنواع محدّدة من الإنزيمات:[٥][٣]

  • الأميلاز (Amylase).
  • ليباز (Lipase).
  • ببتيداز أو البروتياز (Protease).
  • لكتاز (Lactase).
  • بوليمراز الحمض النووي (DNA polymerase).
  • هيليكاز (Helicase).


المراجع

  1. ^ أ ب "Enzyme ", genome, Retrieved 19/11/2021. Edited.
  2. ^ أ ب "Enzymes", clevelandclinic, Retrieved 19/11/2021. Edited.
  3. ^ أ ب ت ث ج "Enzymes: How they work and what they do", medicalnewstoday, Retrieved 19/11/2021. Edited.
  4. ^ أ ب ت "enzyme", britannica, Retrieved 19/11/2021. Edited.
  5. ↑ "Why Are Enzymes Important?", healthline, Retrieved 19/11/2021.