المقدمه:
ان الإنزيمات لها اهميه كبيره في جسم الإنسان فإن لم تتواجد هذه الإنزيمات ؛ فإنّ حدوث التّفاعلات الحيويّة سيستغرق وقتًا طويلًا يحول دون الحفاظ على التّوازن الدّاخلي في جسم الإنسان وقدرته على الاستمرار بالحياة، إضافةً إلى ارتباط عدم تواجد الإنزيمات بالإصابة بعددٍ من المشاكل الصّحيّة فالإنزيمات تلعب دوراً هاماً في تكسير طعامنا حتى يُمكِن لـ أجسامنا أن تستخدِمَهُ و توجد إنزيمات خاصة لكسر أنواع مُختَلِفَة من الأطعمة و هي توجد في اللُّعاب و المَعِدَة و البَنكِرياس و الأمعاء الدقيقة.
عندما عرفت الأنزيمات للمرة الأولى اعتمدت طرق عديدة ومختلفة في تصنيفها وتسميتها معتمدة على طبيعة عمل هذه الأنزيمات او مكان تواجدها. فمنها ما يسمى باسم التفاعل الذي تقوم بتحفيزه، فالأنزيمات التي تحفز تفاعلات الأكسدة والاختزال تسمى أوكسيديز ، أو رديوكتيز على التوالي، والأنزيم الذي يحفز اليوريا كمادة أساس يسمى يوريز ويلاحظ في الحالتين وضع المقطع بعد اسم التفاعل او اسم المادة الأساس. وهنالك أسماء أعطيت لبعض الأنزيمات ليست لها علاقة بطبيعة التفاعل او المادة الاساس مثل بعض الانزيمات الهاضمة للبروتينات مثل أنزيم والتربسين والكيمرتربسين (1).
وقد استخدم هذا النظام للتعبير الشائع عن أسماء العديد من الأنزيمات ولا يزال لحد الآن، فأنزيم السكريز هو الذي يساعد على تحلل السكروز، وذلك أيضاً هو شأن أنزيمات اللاكتيز، والمالتيز، والأيزومالتيز التي تعمل على تحلل سكريات اللاكتوز والمالتوز، والايرومالتوز. وقد بقيت التسميات على هذا الحال حتى عام (1961) حين تم الاتفاق في اجتماع للاتحاد العالمي للكيمياء الحياتية، على استخدام نظام جديد في تصنيف وتسمية الأنزيمات، يعتمد بالدرجة الأساس على طبيعة التفاعلات التي تدخل في تحفيزها هذه الأنزيمات(2)
- مفهوم الأنزيمات:
الإنزيمات هي أنواع خاصة من البروتينات و هي مثل جميع البروتينات مصنوعة من سلاسل من الأحماض الأمينية و يتم تحديد وظيفة الأنزيم حسب تسلسل الأحماض الأمينية، و أنواع الأحماض الأمينية في تلك السلسلة ,وهذا موضح فى الشكل التالي[1]:
- تركيب الأنزيمات:
الإنزيمات تعدّ الإنزيمات تراكيب تتكوّن معظمها من البروتينات التي تشكّلها سلاسل من الأحماض الأمينيّة، كما قد يرتبط الإنزيم بعامل مساعد؛ والذي قد يكون فيتامين أو أحد المعادن الأيونيّة غير العضويّة أو كليهما، وتتواجد الإنزيمات بمواقع مختلفة في الخليّة، وتقوم الخلايا ببناء الإنزيمات وفقًا لحاجتها لها؛ اعتمادًا على تأثير الهرمونات والنّواقل العصبيّة والبيئة الدّاخليّة للخليّة، ويرتبط كل إنزيم من خلال موقع محدّد يدعى بالموقع النّشط بمادّة معيّنة من خلال التّوافق الكيميائي والكهربائي بين الأحماض الأمينيّة والعامل المساعد والمادّة المتفاعلة، وتكمن أهمية الإنزيمات في جسم الإنسان بأنّها تعدّ عوامل محفّزة تعمل على زيادة سرعة حدوث التّفاعلات الكيميائيّة في عمليّات الأيض؛ وذلك من خلال عملها على خفض طاقة التّنشيط اللّازمة لحدوث التّفاعل وتحّول المواد المتفاعلة إلى المواد النّاتجة، ويحدث ذلك دون أن يتم استهلاك الإنزيمات خلال حدوث التّفاعل. [2] - وظيفة الانزيمات :
الأنزيمات مسؤولة عن الكثير من العمل الذي يحدُث في الخلايا. كما أنها تلعب دور كمُحفِّزات فهي تُساعِد في إنتاج و تسريع التفاعُلات الكيميائية داخل الجسم. وعندما تحتاج الخلية إلى القيام بشيء ما، فإنها تستخدم دائماً أحد أو بعض الإنزيمات لتسريع العملية.الأنزيمات تكون محددة حيث تكون مُحدَّدة للغاية وهذا يعني أن كل نوع منها يتفاعل فقط مع نوع معين من المواد التي تمَّت صِناعَتَهُ من أجلها. و هذا شئ مهم جداً، حتى لا تقوم الانزيمات بفعل الشيء الخطأ و تتسبب في تفاعلات كيميائية غير مرغوبة داخل الجسم[3]. - آلية عمل الأنزيمات:
الإنزيمات لها جيب خاص على سطحها يُسمَّى ” موقع الإرتباط”. و يكون الجزيء الذي ستتفاعل معه الأنزيمات مُناسِب تماماً لحجم هذا الجيب أمَّا الجُزيء أو المادَّة التي تتفاعل مع الإنزيم تُسمَّى بـ “الركيزة”و يحدُث رد الفعل بينهما في موقع الإرتباط و بعد إكتمال رد الفعل، يتم إخراج الجُزيء أو المادة الجديدة من الإنزيم. و تُسمَّى هذه المادة الجديدة بـ “المُنتَج”[3].
- العوامل المؤثره في عمل الأنزيم:
البيئة الموجود فيها الإنزيم يُمكِنُها أن تؤثِّر على سُرعَة رد الفعل ففي بعض الحالات، يُمكِن لـ البيئة أن تجعل الإنزيم يتوقَّف عن العمل أو حتى ينهار و عندما يتوقف إنزيم عن العمل نُسمِّيهِ بـ “المُعطَّل”
حيث هناك أمور متعدّدة تؤثّر على عمل الإنزيمات في جسم الإنزيمات، ومنها ما يلي[4]:
– درجة الحرارة: حيث تعمل الإنزيمات في جسم الإنسان بأعلى فعاليّة ضمن درجة حرارة الإنسان الطّبيعيّة، وعند ارتفاع درجة حرارة الجسم فإنّ بنية الإنزيم البروتينيّة تتأثّر وهو ما يؤثّر سلبًا على كفاءة عمل الإنزيمات وإذا أصبحت درجة الحرارة عالية جداً، فإن الإنزيم سوف يفسد و يتوقف عن العمل.
– درجة الحموضة: حيث يتأثّر شكل الإنزيمات وتقلّ كفاءة عملها في الجسم في الأوساط الحامضيّة أو القاعديّة. المثبّطات الكيميائيّة؛ وهي المركّبات التي قد ترتبط عند تواجدها بالإنزيمات وتحول دون قدرتها على أداء دورها المعتادو في كثير من الحالات يُمكِن لـ مستوى درجة الحموضة في البيئة المُحيطة بـالانزيم أن يؤثِّر على مُعدَّل التفاعُل. فإذا كانت درجة الحموضة عالية جداً أو منخفضة جداً فإن رد الفعل سيتباطأ أو يتوقف تماماً.
– الأغذية: حيث تحتوي بعض الأصناف الغذائيّة على إنزيمات تساهم في دعم عمل إنزيمات الجسم الدّاخليّة وبالتّالي تعزيز صحّة الجسم.
– التركيز: كُلَّما كان تركيز الإنزيم مُرتَفِع، كُلَّما زاد مُعدَّل التفاعُل.
– المثبطات: هي الجزيئات التي تمت صناعتها خصيصاً لوقف نشاط الإنزيمات. و تستطيع المُثبِّطات أن تقوم بإبطاء (رد الفعل) أو وَقفِهِ تماماً. فبعض (المُثبِّطات) تتَّحِد مع (الإنزيم) مما يُؤدِّي إلى تغيير شكلِه و عدم عَمَلِه بشكل صحيح. أمَّا عكس (المُثبِّطات) هي المُنشِّطات التي يُمكِن أن تُساعِد على تسريع التفاعُل.
خصائص الإنزيمات لها خواص البروتينات “تعطل بالحرارة”:أي أنها تفقد طبيعتها وشكلها البروتيني المميز لأن لكل إنزيم درجة حرارة مثلى وإذا زادت درجة حرارة الوسط الموضوع فيه الإنزيم عن هذه الدرجة المثلى يفقد الإنزيم خصائصه وقدرته على تسريع التفاعلات الكيميائية. تتعلق الفعالية بالبنيتين الثانوية والثالثية تتأثر بدرجة حموضة الوسط حيث يتأثر نشاط الانزيم وبنيته وشحنة الثمالات الوظيفية في الموقع النشط ، ويمكن أن يفقد الإنزيم طبيعته في درجة حموضة مرتفعة أو منخفضة حسب درجة الحموضة المثلى له حيث أن للإنزيم درجة حموضة مثلى كما له درجة حرارة مثلى حيث يعمل عند كل من هاتين الدرجتين بكامل نشاطه ويكون التفاعل الإنزيمي في أقصى سرعاته.الإنزيمات لا تؤثر على الاتزان الكيميائي لتفاعل باتجاهي[4]. أهمية الإنزيمات |
ان الإنزيمات لها اهميه كبيره للإنسان وبذلك تتلخص هذه الأهمية والتي تضم ما يلي[4]:
1-تملك الإنزيمات دورًا مهمًّا في عمليّة الهضم؛ حيث يسهم تواجد الإنزيمات في تكسّر جزيئات الطّعام الكبيرة إلى جزيئات ومركّبات صغيرة يسهل امتصاصها واستهلاكها عبر الخلايا، كما تتواجد أنواع عديدة من الإنزيمات التي تختص كل منها في تكسّر نوع محدّد من المكوّنات الغذائيّة المختلفة.
2-تدخل الإنزيمات في نسخ المادّة الوراثيّة الDNA للخلايا؛ حيث تعمل إنزيمات خاصّة على فك سلاسل المادّة الوراثيّة، وتعمل إنزيمات أخرى على نسخ المادّة الوراثيّة، في حين تقوم إنزيمات أخرى بإعادة ربط سلاسل المادّة الوراثيّة بعد الإنتهاء من نسخها.
3- تدخل الإنزيمات في عمليّة التّنفّس الخلوي لإنتاج الطّاقة اللّازمة التي تحتاجها خلايا الجسم المختلفة؛ حيث يعتمد إنتاج الطّاقة بصورة رئيسيّة على تحطيم السّكريّات المعقّدة، كما قد يتم الحصول على الطّاقة عبر تحطيم الدّهون والبروتينات. الأمور التي تؤثر على عمل الإنزيمات ونظرًا لأهمية الإنزيمات في جسم الإنسان، فإنّها يجب أن تتواجد في ظروف مناسبة لتعمل بفعاليّة عالية.
- مميزات الإِنزيمات :
– لا تموت الإنزيمات بعد القيام بِعَمَلِها و يُمكِن إستخدامُها بِشكل مُتَكرِّر.
– العديد من الأدوية و السموم تعمل كمُثبِّطات لـلإنزيمات و بعض سموم الثعابين تكون مُثبِّطات.
– يتم إستخدم الإنزيمات في التطبيقات الصناعية مثل الصناعات الغذائية، و صناعة الورق، و المُنظِّفات.
– هُناك إنزيم في اللُّعاب يُسمَّى الأميليز و هو يُساعِد على تكسير النشويات أثناء مضغ الطعام [5].
- تراكيب الاكسدة والاختزال في جسم الانسان :
هى الانزيمات التي تعمل مع المرافقات الانزيمية الفلافينية مثل التي تعمل مع FMN
1 -خميرة warburg الصفراء : وهي تساعد في اعادة اكسدة NADP المختزل
L-Aminoacid-dehydrogenase2-:هو عبارة عن انزيم قليل الفعالية وذات اهميه غير معروفه بشكل جيد في عمليات التمثيل الوسطية
3-الانزيمات التي تعمل مع الFAD:هي عبارة عن انزيمات متعددة بشكل كبير جدا وهي ال Dehydrogenases التي تقبل ذرات الهيدروجين من مصدرين ذرات الهيدروجين التي تأتي بشكل مباشر من الوسط المختزل حيث هذه الذرات يكون مصدرها االمرافقات البريدينية المختزلة و في هذه الحالة ال Dehydrogenases ذات المرافقات الانزيمية الفلافينية تدخل ما بين الانزيمات ذات المرافقات البايردينية والانزيمات الهيماتينية [5]Cytochromes
المراجع
[1]مروان البحرة. “الإنظيمات”. الموسوعة العربية. Retrieved 2012-04-22
[2] علم الأحياء الحديث – إطّلع عليه بتاريخ 03/02/2020.
[3] الهرمونات والمستقبلات والخلايا المستهدفة – إطّلع عليه بتاريخ 03/02/2020.
[4] الإنزيمات: المبادئ والتطبيقات التكنولوجية الحيوية – إطّلع عليه بتاريخ 03/02/2020.
[5]البيولوجيا ISC – الكتاب الثاني للفصل الثاني عشر – إطّلع عليه بتاريخ 03/02/2020
اشعار خبر نيوز