Download
1 / 50
720 likes | 1.61k Views
المملكة العربية السعودية جامعة أم القرى ال كلية الجامعية للبنات بالليث. الإنزيمات. إعداد الدكتورة عبير حسن السجان. مفهوم الإنزيم . هو عامل مساعد ذو تركيب بروتيني عالي الوزن الجزيئي
E N D
المملكة العربية السعوديةجامعة أم القرىالكلية الجامعية للبنات بالليث الإنزيمات إعداد الدكتورة عبير حسن السجان
مفهوم الإنزيم • هو عامل مساعد ذو تركيب بروتيني عالي الوزن الجزيئي • و تتشابه الإنزيمات في فعلها مع العوامل المساعدة الكيميائية الأخرى. إذ تشارك في التفاعل دون أن تتغير بنتيجته ، أي تعود في نهاية التفاعل إلى وضعها الأصلي الذي كانت عليه قبل بدء التفاعل ، • لكنها تمتاز عن العوامل المساعدة الأخرى بكفاءتها العالية ، فللإنزيمات قدرة فائقة على تسريع التفاعلات الكيميائية.
خصائص الإنزيمات • كل التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم تحتاج إلى وجود منشطات او عمل حفارة للاسراع من التفاعل وهذه المنشطات تسمى بالإنزيمات. • كل الإنزيمات عبارة عن بروتينات في طبيعتها ولهذا فان الإنزيمات لها نفس خواص البروتينات مثل الدنترة, الترسيب,الالكتروفريسز. • معظم الإنزيمات تنتمي إلى البروتينات البسيطة. بعض الإنزيمات تتطلب وجود بعض الاجزاء الغير بروتينية والتي تكون متصلة بها بثبات شديد اويكون الاتصال ضعيف وهذا النوع من الإنزيمات ينتمي إلى البروتينات المركبة. • قد توجد الإنزيمات خارج الخلايا مثل انزيمات الهضم أو قد توجد في الخلايا مثل باقي انزيمات الجسم.
دور (وظيفة ) الإنزيم • المواد المتفاعلة أو الداخلة في التفاعل الكيميائي لا بد أن تنشط قبل أن تدخل في التفاعل ويتطلب هذا التنشيط قدراً من الطاقة يطلق عليها اسم ( طاقة التنشيط اللازمة للتفاعل ). • والدور الذي تقوم به الإنزيمات هو الإقلال من طاقة التنشيط اللازمة للتفاعل ، أي اتمام التفاعل بأقل كمية مكلفة من الطاقة ، • ويدخل الإنزيم مع مادة التفاعل في اتحاد كيميائي مكوناً مركباً مؤقتاً ينشط بكمية ضئيلة من الطاقة ( الحرارة مثلاً ) إذا ما قورنت بالطاقة اللازمة لتنشيط مادة التفاعل نفسها في غياب الإنزيم ، وبعد ذلك يتحلل هذا المركب المؤقت ( E + S ) إلى نواتج التفاعل وينطلق الإنزيم ليعيد نفس الدورة مع جزيء جديد من مادة التفاعل.
ميكانيكية فعل الإنزيم • اتحاد الإنزيم مع السبسترات: • تعرف السبسترات بأنها المادة التي يعمل عليها الإنزيم. • كل انزيم يملك على سطحه موقع نشط والذي فيه تثبت المادة التي يعمل عليها الإنزيم. • يتحد الإنزيم مع المادة التي يعمل عليها ليعطي معقد من الإنزيم والسسبترات والذي تكون فيه الرابطة محكمة حتى يحدث تكسيرها معطية بذلك نواتج التفاعل
القفل والمفتاح فرضية • وهذا هو أبسط نموذج لتمثيل كيفية عمل الإنزيم. E + S E-S
مرافقات الإنزيمات والمجموعات المرتبطة: تحتاج الإنزيمات في عملها إلى مواد معينة تسمى مرافقات الإنزيمات أو المجموعات المرتبطة وهذه المجموعات والمرافقات الإنزيمية ليست بروتينات. أمثلة: • مرافق الإنزيم يشتق عادة من فيتامين. • يسمى الإنزيم نفسه أحيانا أبو انزيم والذي عند ارتباطه مع مرافق الإنزيم أو المجموعة المرتبطة ينتج النظام الإنزيمي أو مايسمى هولو انزيم
مثبطات الإنزيمات مثبطات الإنزيمات عبارة عن المواد التي تثبط نشاط الإنزيم.وهذه يمكن تقسيمها إلى مثبطات غير متخصصة. مثبطات متخصصة مثبطات غير متخصصة: وهذه عبارة عن عوامل تؤثرفي كل الإنزيمات مثل: كل عوامل الدنترة مثل الحرارة المرتفعة,الأحماض القوية, القواعد القوية، الضغط المرتفع,أشعةUV ₍الفوق بنفسجية₎. مثبطات مجموعة السلفهيدريل₍SH₎ وهذه تحطم مجموعة SH الموجودة في الإنزيمات. وهذه المثبطات هي 1- المعادن الثقيلة 2- عوامل الأكسدة
مثبطات متخصصة هذه المثبطات تثبط جزء معين من النظام الإنزيمي ’ مثل : • مثبطات مرافقات الإنزيم ,مثل:السيانيد,الهيدرازين,الهيدروكسيل أمين • مثبطات لمنشطات أيونية معينة,مثل :الفلورين. • مثبطات منافسة ₍تثبيط بالتنافس₎ • هذا النوع حالة خاصة من المثبطات المتخصصة ,هذا النوع يعتبر تثبيط عكسي أي يمكن أن يرجع الإنزيم لحالته الاولى. المثبط له تركيب مشابه للمادة التي يعمل عليها الإنزيم ولهذا فان الإنزيم يمكن ان يضل واما ان يتصل بالمادة التي يعمل عليها الإنزيم ولذلك فانه يمكننا ازالة التثبيط بزيادة تركيز ال(Substrate) عن تركيز المثبط.
العوامل التي تؤثر على نشاط الإنزيمات Temperature 1- درجة الحرارة • تعمل درجة الحرارة على زيادة معدل التفاعل الإنزيمي حتى درجة معينة يكون عندها الإنزيم في أقصى درجة نشاطه. وهذه الدرجة تسمى درجة الحرارة المثلى وتتراوح مابين 40-60°م. • لأن الإنزيمات عبارة عن بروتينات في الأصل فان ارتفاع درجة الحرارة فوق درجة الحرارة المثلى يؤدي إلى دنترة الإنزيم ₍بروتين₎ وبالتالي إلى تحطيمه. • عند درجة حرارة التجمد فان نشاط الإنزيم يقف ولكنه يبقى محتفظ به.
درجة الحموضة: PH • الأحماض القوية والقواعد القوية تعمل على دنترة وتحطيم الإنزيم. • لكل إنزيم مدى معين من PHيعمل فيه.وفي هذا المدى توجد درجة من PH معينة والتي يعمل عندها الإنزيم بأقصى درجة. مثل هذه الدرجة من PH تسمى درجة PH المثلى
3- تركيز الإنزيم يتناسب معدل سير التفاعل الإنزيمي تناسبا طردياًمع زيادة تركيز الإنزيم بفرض أن الحالات الأخرى تكون ثابتة. و يوجد كمية كافية من السبسترات. .
4- تركيز المادة التي يعمل عليها الإنزيم : عندما يكون هناك كمية معلومة من الإنزيم فان معدل التفاعل الإنزيمي يزداد بازدياد تركيز السبسترات حتى نقطة معينة والتي عندها يثبت معدل التفاعل الإنزيمي وفي هذه الحالة فان أي زيادة في تركيز السبسترات لا يؤدي إلى أي زيادة في معدل التفاعل الإنزيمي.
5- تأثير النواتج النهائية أو تثبيط التغذية الاسترجاعية : يعزى التثبيط بالتغذية الاسترجاعية إلى الظاهرة والتي وفقا لها يقوم الناتج النهائي في سلسلة من تفاعلات التخليق بتثبيط إنزيم استُخدِم في بداية التفاعل 6- المركز الألو ستريكي : يتأثر نشاط بعض الإنزيمات المنظمة بمؤثرات ألو ستيريكية ذات وزن جزئي منخفض والتي تتشابه بدرجة قليلة جدا أولا تتشابه بالمرة مع السبسترات أو مرافق لمثل هذه الإنزيمات. • تعريف المركز الألو ستريكي : عبارة عن تلك المنطقة من جزيء الإنزيم التي تسبب عند اتصالها بمادة معينة ذات وزن جزيء منخفض حدوث تغيير في البناء للجزيء البروتيني.ويتغير في أعقاب ذلك التركيب البنائي للمركز الفعال والذي يصاحبه إما زيادة أو نقصان في الفاعلية الحفزية للإنزيم.
Allosteric site المركز الألوستركى Inhibitor molecule الجزئ المثبط المركز الألوستركى للإنزيم
تركيز العوامل المساعدة : يتناسب معدل سير التفاعل الإنزيمي تناسبا طرديا مع تركيز المجموعات المرتبطة ومرافقات الإنزيمات. الاشعاع والضوء: يثبط الضوء معظم نشاط الإنزيمات بالرغم من ان بعض الإنزيمات مثل الاميليز ينشط بواسطة الضوء الأحمر أو الأخضر. الأكسدة : كل الإنزيمات تحتوي على مجموعة سلفهيدريل (SH—) والتي لو تأكسدت إلى رابطة ثنائية —S—S— فان النشاط الإنزيمي يفقد.
تصنيف الإنزيمات تصنف الإنزيمات إلى ستة أنواع رئيسية :- Transferases1- إنزيمات النقل و تشمل جميع الإنزيمات التي تعمل في التفاعلات الخاصة بنقل المجموعات من مركب إلى آخر، و من أمثلتها الإنزيمات التي تنقل مجموعة الفوسفات منمركب أدينوسين ثلاثي الفوسفاتATP إلى جلوكوز أو التي تنقل الجلكوز إلى الجليكوجين، و منها إنزيمات : . Transmethylasesو Transaminases
2- إنزيمات الأكسدة و الاختزالOxidoreductases وتشمل جميع الإنزيمات التي تعمل في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، و هي تقوم بنقل الإلكترونات من مادة الهدف إلى أخرى فتؤكسد الأولى و تختزل الثانية ، و منها إنزيمات : • . Hydrasesو Peroxidasesو Oxidasesو Dehydrogenases 3- إنزيمات التميؤHydrolasesو تشمل جميع الإنزيمات التي تعمل في تفاعلات التحلل المائي ، و هي تقوم بتحطيم بعض الروابط بإضافة الماء ، و منها الإنزيمات التي تعمل على تميؤ الروابط الجلايكوسيدية و الإسترية و الببتيدية. Amylase و Sucrase
4- إنزيمات الفصل Lyses و تشمل جميع الإنزيمات التي تعمل على نزع مجموعة كيميائية من المادة الهدف دون إضافة الماء، حيث يحل محل ذرات المجموعة المنزوعة رابطة مزدوجة مثل فصل مجموعة الأمين في صورة أمونيا و منها إنزيمات : . Aldolasesو Decarboxylases 5- إنزيمات التشكلIsomerases • و تشمل جميع الإنزيمات التي تعمل على تحويل المادة الهدف إلى متشكل آخر ، و منها • وCis- TransisomerasesTransferasesIntramolecular
6-إنزيمات الارتباط Ligases • تشمل جميع الإنزيمات التي تعمل على إنشاء رابطة جديدة من مركبين مختلفين ، و تعتمد في ذلك على الطاقة المختزنة في جزيء أدينوسين ثلاثي الفوسفاتATP و منها إنزيم RNA Ligase الذي يشارك في عمليات بناء البروتين في الخلية
