Download
1 / 14
811 likes | 2.35k Views
الأنزيمات. تعريف الأنزيمات. هي بروتينات متخصصة تنتجها الخلايا لتحفيز التفاعلات المختلفة في الجسم ، ولا تستهلك خلال تلك التفاعلات المختلفة. جزيء بروتيني يصنع بواسطة الخلايا الحية له نفس صفات البروتينات ، يتأثر بالأحماض والقواعد ويتكسر بالعوامل التي تحطم البروتين.
E N D
تعريف الأنزيمات • هي بروتينات متخصصة تنتجها الخلايا لتحفيز التفاعلات المختلفة في الجسم ، ولا تستهلك خلال تلك التفاعلات المختلفة. • جزيء بروتيني يصنع بواسطة الخلايا الحية له نفس صفات البروتينات ، يتأثر بالأحماض والقواعد ويتكسر بالعوامل التي تحطم البروتين. • الوزن الجزيئي له مرتفع ، حجم الأنزيم كبير مقارنة بالمادة أساس. • قد يتألف الأنزيم من سلسلة واحدة أو عدة سلاسل من البروتين. • بعض الأنزيمات تتألف من سلاسل بروتينية ومكونات أخرى يحتاجها الأنزيم لفعاليته وتسمى العوامل المرافقة Cofactor ، وتخزن العوامل المرافقة على شكل فلزات مثل المغنيسيوم Mg والحديد Fe وغيرها ، أو قد تكون بشكل جزيئات عضوية معقدة تسمى مرافقات الأنزيم Coenzyme ، وتحتاج بعض الأنزيمات أحياناً لكلا النوعين الأيونات الفلزية والجزيئات العضوية المعقدة .
تابع تعريف الأنزيمات • عند ارتباط العوامل المرافقة بقوة مع الأنزيم فانه يطلق عليها اسم المجموعة المرتبطة Prosthetic group. • تكون العوامل المرافقة (العضوية والغير عضوية) ثابتة عند التسخين بينما يتأثر الجزء البروتيني للأنزيم بالتسخين. • تعد الأنزيمات عوامل مساعدة بروتينية ، تعمل على اتمام التفاعلات الكيميائية داخل جسم الكائن الحي ، دون أن تستهلك. • تحوي الخلية الحية ما يقارب 1000 من الأنزيمات المختلفة تعمل بدرجة عالية من التخصص على جزيء معين أو مجموعة جزيئات تنتمي لعائلة واحدة.
تابع تعريف الأنزيمات • اغلب الأنزيمات تعمل داخل الخلية المنتجة لها وتسمى Intracellular أو أنها تعمل خارج الخلايا وتسمى extracellular مثل أنزيمات الهضم. • تبقى معظم الأنزيمات في الخلايا التي تنتجها ولكن بعضها تتكون داخل الخلايا وتعمل بشكل مستقل عنها كما في أنزيم اللابيز الذي يفرز من البنكرياس وينتقل إلى الأمعاء الدقيقة حيث يقوم بتحليل الدهون. • يحتوي الأنزيم على موقع فعالActive siteيوافق تماماً الجزيء الذي يعمل عليه الأنزيم توافقاً يشبه توافق القفل والمفتاح ، وتسمى المادة التي يعمل عليها الانزيم المادة الأساسSubstrate.
تابع تعريف الأنزيمات + + P Product Substrate Enzyme Substratecomplex Enzyme molecule Enzyme molecule E + S ES E + P
تسمية الأنزيمات • عمد الباحثون إلى وضع تسمية للإنزيمات كلٌّ وفق وجهة نظره، مما أدى إلى إطلاق تسميتين أو أكثر على الإنزيم الواحد. • وقد تعين وضع نظام تسمية دولي نتيجة لتزايد عدد الإنزيمات المكتشفة كل عام، فشكلت لجنة انبثقت عن مؤتمر الكيمياء الحيوية الدولي الذي انعقد في موسكو عام 1961. فقررت اشتقاق معظم أسماء الإنزيمات من أسماء المادة الأساس substratesالتي تؤثر الإنزيمات فيها ملحقة باللاحقة ase. • وهكذا دعي الإنزيم الذي يحلل النشاء تحليلاً مائياً بالأميلازamylase، والإنزيم الذي يحلل المواد الدهنية تحليلاً مائياً الليبازlipaseوالإنزيم الذي يحلل البروتينات تحليلاً مائياً البروتيازprotease.
تصنيف الأنزيمات • كان الباحثون قبل عام 1961 يصنفون الإنزيمات وفق مبادئ مختلفة إلى أن قررت اللجنة الدولية اعتماد المبادئ الثلاثة التالية أساساً للتصنيف: • المبدأ الأول: على الطبيعة الكيميائية للإنزيم. • المبدأ الثاني: على الطبيعة الكيميائية للركيزة التي يؤثر فيها الإنزيم. • المبدأ الثالث: على نمط التفاعل الذي يتم بوساطة الإنزيم والذي يعد أساساً عاماً في تسمية الإنزيمات.
تابع تصنيف الأنزيمات • وهكذا تصنف الإنزيمات في ستة أصناف رئيسية هي: • 1ـ الإنزيمات الأكسدة و الاختزال oxidoreductases: يقصد بالأكسده إضافة أكسجين أو فقدان هيدروجين أو ألكيترون. • 2ـ الإنزيمات الناقلة (نقل المجاميع الفعاله) transferases: تنقل المجاميع الفعالة مثل نقل مجاميع نيتروجينية أو مجاميع حاويه للكبريت. • 3- (الإنزيمات المميئه) الإنزيمات التي تحلل تحليلاً مائياً hydrolases: تقوم بتكسير لمادة الأساسي بإضافة جزيئي ماء مثل تكسير المالتوز إلى مكوناته وحدتين من الجلوكوز.
تابع تصنيف الأنزيمات • 4ـ الإنزيمات المحللة بعدم وجود ماء lyases مثل الأنزيمات المكسرة للرابطة C-O • 5ـ إنزيمات التماثل في التركيب أو الأنزيمات المناظرة isomerases تفاعلات تؤدي إلى التناظر • 6ـ الإنزيمات المصطنِعَة أو الأنزيمات المكونة Ligases (synthetases) مثل بناء الرابطة من نوع C-C C-O C-N • وقسم كل صنف إلى أصناف ثانوية.
التحفيزCatalysis • هذه وظيفة الأنزيمات. • التحفيز مصطلح يطلق على كل العمليات التي تؤدي فيها إضافة مادة ما إلى زيادة معدل التفاعل الكيميائي. • ويعرف العامل الحفاز ( عامل الحفز ) بأنه المادة التي تساعد على زيادة سرعة التفاعل دون أن يحدث لها تغير كيميائي.
تابع التحفيز • الطرق الرئيسية التحفيز: • 1- زيادة درجة الحرارة والتي تزيد الحركة الحرارية والطاقة وبذلك تؤدي إلى زيادة عدد الجزيئات في حالة الأنتقال ، وعادة تتضاعف سرعة التفاعل عند رفع درجة الحرارة 15 درجة مئوية. • 2- إضافة مادة حفازه تؤدي إلى زيادة معدل التفاعل الكيميائي بالتقليل من طاقه التنشيط اللازمة لحدوث التفاعل عن طريق إنتاج حالة انتقالية للتفاعل غير المحفز. S TS P Substrate Transition state Product المادة الأساس الحالة الإنتقالية المادة الناتج
تابع التحفيز TS Free energy Reaction without enzyme TS Enzyme catalyzed reaction P Progress of reaction
تابع التحفيز • طاقة التنشيط Activation energy: • هي كمية الطاقة بالسعرات اللازمة لجلب جميع الجزيئات الانتقال الموجودة في وزن جزيئي غرامي لمادة عند درجة حرارة معينة لحالة التفاعل. • الحالة الإنتقاليةTransition state: • هي الحالة الغنية بالطاقة للجزيئات المتفاعلة عند قمة المانع لنشاطها وتتناسب سرعة التفاعل الكيميائي مع تراكيز أنواع الحالة الإنتقالية.
تقسيم المحفزات • محفزات حيوية: • لها تركيب كيميائي محدد وهو التركيب البروتيني ، مثل الأنزيمات. • على درجه خصوصية عاليه. • تتأثر بالحرارة. • محفزات كيميائيه: • لها تراكيب مختلفة فإما أن تكون ايونات ، فلزات ، أملاح أو أي مركبات أخرى. • تحفز العديد من التفاعلات. • لا تتأثر بالحرارة.
