آلية عمل الإنزيمات

الإنزيمات: محفزات الطبيعة

• معظم التفاعلات داخل الخلية ستكون بطيئة جدًا للحفاظ على حياتك.
• الإنزيمات تسرعها — بملايين المرات — دون أن تُستهلك.
• هي بروتينات كروية، وشكلها هو كل شيء.

أين تعمل الإنزيمات

• إنزيمات داخل خلوية تعمل داخل الخلية التي أنتجتها — مثل الكاتالاز، الذي يحلل بيروكسيد الهيدروجين الضار.
• إنزيمات خارج خلوية يتم إفرازها للعمل خارج الخلية — مثل الأميليز، المُطلَق في الأمعاء لهضم النشا.
• في كلتا الحالتين، الإنزيم محفز: يسرع التفاعل ولا يُستهلك، لذا يعمل مرارًا وتكرارًا.

إنزيمات الخميرة تخمر السكر، مُصْدرة فقاعات من ثاني أكسيد الكربون.

الموقع النشط والتخصص

• لكل إنزيم جيب يُسمى الموقع النشط. الجزيء الذي يعمل عليه هو الركيزة.
• ترتبط الركيزة لتكوين معقد إنزيم-ركيزة؛ يحدث التفاعل، ثم تغادر النواتج وتحرر الموقع.
• الإنزيم متخصص — موقعه النشط متكامل فقط مع شكل ركيزة واحدة، وليس أي أخرى.

مساحيق الغسيل البيولوجية تحتوي على إنزيمات تهضم بقايا الطعام والدم.

الدورة التحفيزية

• تنزلق الركيزة في الموقع النشط، مُكوِّنةً معقد إنزيم-ركيزة.
• تتوتر الروابط، يحدث التفاعل، وتُطلق النواتج.
• يبقى الإنزيم غير متغير — حراً للارتباط مرة أخرى، آلاف المرات في الثانية.

قفل ومفتاح مقابل التوافق المستحث

• قفل ومفتاح: الموقع النقطي شكل ثابت؛ فقط ركيزة بنفس الشكل المناسب تناسبه، كالمفتاح في القفل.
• التوافق المستحث: الموقع النقطي ليس الشكل الصحيح تمامًا في البداية — عند ارتباط الركيزة، يتشكل الموقع حولها لإمساك محكم.
• التوافق المستحث يتماشى مع الأدلة بشكل أفضل.

نموذجي قفل ومفتاح والتوافق المستحث لكيفية تناسب الركيزة مع الموقع النقطي

خفض طاقة التنشيط

• كل تفاعل يحتاج "دفع" أولي من الطاقة — طاقة التنشيط.
• يخفض الإنزيم طاقة التنشيط، بحيث يمكن للتفاعل أن يسير بسرعة عند درجة حرارة الخلية الطبيعية بدلاً من الحاجة لحرارة عالية.

لقد فهمت الأمر