3.16: مقدمة في آليات تحفيز الإنزيم

لسنوات عديدة ، اعتقد العلماء أن ربط ركيزة الإنزيم قد حدث بطريقة بسيطة “قفل ومفتاح”. ذكر هذا النموذج أن الإنزيم والركيزة يتناسبان معا تماما في خطوة واحدة فورية. ومع ذلك ، فإن الأبحاث الحالية تدعم وجهة نظر أكثر دقة يسميها العلماء الملاءمة المستحثة. يتوسع نموذج الملاءمة المستحثة على نموذج القفل والمفتاح من خلال وصف تفاعل أكثر ديناميكية بين الإنزيم والركيزة. عندما يجتمع الإنزيم والركيزة معا ، يتسبب تفاعلهما في حدوث تحول طفيف في بنية الإنزيم يؤكد ترتيب ربط مثالي بين الإنزيم والحالة الانتقالية للركيزة. يزيد هذا الارتباط المثالي من قدرة الإنزيم على تحفيز تفاعله.

المواقع النشطة للإنزيمات مناسبة لتوفير ظروف بيئية محددة وتخضع أيضا للتأثيرات البيئية المحلية. زيادة درجة الحرارة البيئية بشكل عام يزيد من معدلات التفاعل ، المحفز بالإنزيم أو غير ذلك. ومع ذلك ، فإن زيادة أو نقصان درجة الحرارة خارج النطاق الأمثل يمكن أن يؤثر على الروابط الكيميائية داخل الموقع النشط للتأثير على ربط الركيزة. ستؤدي درجات الحرارة المرتفعة في النهاية إلى تشويه طبيعة الإنزيمات ، مثل الجزيئات البيولوجية الأخرى ، مما يؤدي إلى تغيير الخصائص الطبيعية للمادة. وبالمثل ، يمكن أن يؤثر الرقم الهيدروجيني للبيئة المحلية أيضا على وظيفة الإنزيم. بقايا الأحماض الأمينية في الموقع النشط لها خصائصها الحمضية أو الأساسية المثلى للتحفيز. تعمل الإنزيمات على النحو الأمثل ضمن نطاق محدد من الأس الهيدروجيني ، ويمكن أن يؤثر تغيير درجة الحرارة أو الطبيعة الحمضية أو الأساسية على النشاط التحفيزي.

لا تعمل العديد من الإنزيمات على النحو الأمثل ، أو حتى على الإطلاق ، ما لم تكن مرتبطة بجزيئات مساعدة أخرى محددة غير بروتينية ، إما مؤقتا من خلال روابط أيونية أو هيدروجينية أو بشكل دائم من خلال روابط تساهمية أقوى. نوعان من الجزيئات المساعدة هما العوامل المساعدة والإنزيمات المساعدة. يعزز الارتباط بهذه الجزيئات التشكل الأمثل ووظيفة الإنزيمات الخاصة بها. العوامل المساعدة هي أيونات غير عضوية مثل الحديد (الحديد²⁺) والمغنيسيوم (Mg²⁺). على سبيل المثال ، يتطلب بوليميراز الحمض النووي أيون زنك مرتبط (Zn²⁺) ليعمل. الإنزيمات المساعدة هي جزيئات عضوية مساعدة ذات بنية ذرية أساسية تتكون من الكربون والهيدروجين ، وهي ضرورية لعمل الإنزيم. المصادر الأكثر شيوعا للإنزمات المساعدة هي الفيتامينات الغذائية. بعض الفيتامينات هي سلائف للإنزيم المساعد ، والبعض الآخر يعمل مباشرة كإنزيمات مساعدة.

هذا النص مقتبس من Openstax ، علم الأحياء 2e ، القسم 6.5 الإنزيمات