تعريف الأنزيمات.. عوامل مساعدة حيوية لتسريع معدلات التفاعلات الكيميائية ذات تركيب بروتيني عالي الوزن الجزيئي

تحدث في الخلايا الحية أعداد هائلة من التفاعلات الكيميائية تؤدي إلى النمو والتكاثر والحركة.

ونتيجة لهذه التفاعلات الكيميائية تتحول المركبات البسيطة إلى عدد كبير من المركبات الحيوية الضرورية لقيام الخلية بوظائفها، ولبناء الخلية، وتزويدها بالطاقة اللازمة للقيام بوظائفها وبناء المركبات المعقدة.

تمتاز هذه التفاعلات الكيميائية الخلوية بأنها تتم بسرعة مناسبة في ظروف الخلية المعتدلة من حيث درجة الحرارة والحموضة(PH)، كما إنها تتوقف أو تتباطأ عندما تنتفي حاجة الخلية إلى نواتجها.

تحدث هذه التفاعلات في الخلية بفضل عدد كبير من المحفزات وهي ما تعرف بالإنزيمات.

تعريف الأنزيمات:

هي عوامل مساعدة حيوية تعمل على تسريع معدلات التفاعلات الكيميائية، وهي ذات تركيب بروتيني عالي الوزن الجزيئي.

وكغيرها من البروتينات فإن الإنزيم يتألف من اتحاد عدد كبير من الأحماض الأمينية تكون فيما بينها سلسلة أو أكثر من عديد الببتيد.

وتوجد الأحماض الأمينية في هذه السلاسل وفق تتابع معين خاص بكل إنزيم مما يؤدي في النهاية إلى تركيب فراغي محدد يمكن الإنزيم من القدرة على تسريع حدوث تفاعل خاص به.

الإنزيم هي كلمة لاتينية تعني (في الخميرة in yeast) حيث اكتشفت أولا في عملية تخمر الجلوكوز إلى كحول بواسطة الخميرة.
تكون شكل ثلاثي الأبعاد (تركيب ثلاثي) للبروتين.
وتتشابه الإنزيمات في فعلها مع العوامل المساعدة الكيميائية الأخرى.

إذ أنها تشارك في التفاعل دون أن تغير من نتيجته، أي أنها تعود في نهاية التفاعل إلى وضعها الأصلي الذي كانت عليه قبل بدء التفاعل مما يمكنها من المشاركة بتفاعل جديد وهذا ما يسمح لكميات قليلة من الأنزيم بالمشاركة لفترة زمنية طويلة في التفاعل، لكنها تمتاز عن العوامل المساعدة الأخرى بكفاءتها العالية.

كما تمتاز عن العوامل المساعدة الأخرى بالدرجة العالية من التخصص التي تتمتع بها حيال المادة المتفاعلة ونوع التفاعل.

فكل إنزيم يختص بمادة متفاعلة واحدة يطلق عليها المادة الهدف Substrate، وقد يختص الإنزيم بمجموعة محددة من المواد المتشابهة في التركيب.

والأمثلة على اختلاف الإنزيمات باختلاف المادة الهدف عديدة يذكر منها تميؤ الرابطة الجليكوسيدية أو الرابطة الاسترية أوالرابطة الببتيدية في جزيئات الكربوهيدرات والدهون والبروتين على التوالي.

في جميع هذه التفاعلات يتم كسر الرابطة بإضافة جزئ من الماء حيث تضاف مجموعة هيدروكسيل –OH إلى احدى الذرتين بينما تضاف ذرة هيدروجين -H إلى الذرة الأخرى.

ومع تشابه التفاعلات في الحالات الثلاثة إلا أن الإنزيمات مختلفة باختلاف الهدف.

تسمية الإنزيمات:

أسماء الإنزيمات عادة تنتهي بالمقطع (-ase).

يشتق عادة أسم الإنزيم من مادة التفاعل مثل:

lactose èlactase   و urea è urease

أو من طبيعة التفاعل الكيميائي مثل:

hydrolysis è hydrolases  وoxidation è oxidases

طبعا هناك بعض الشواذ مثل إنزيم (Ficin) يوجد في التين وإنزيم (Papain) في البابيا (Papayas).