8 גורמים המשפיעים על פעילות האנזים - ביולוגיה - 2025

הגורמים המשפיעים פעילות האנזים הם אלה סוכנים או תנאים שיכולים לשנות את התפקוד של אנזימים. אנזימים הם סוג של חלבונים שתפקידם להאיץ תגובות ביוכימיות. מולקולות ביולוגיות אלה חיוניות לכל צורות החיים, צמחים, פטריות, חיידקים, פרוטסטים ובעלי חיים.

אנזימים חיוניים בכמה תגובות חשובות לאורגניזמים, כגון הסרת תרכובות רעילות, פירוק מזון וייצור אנרגיה.

ייצוג האנזים פולינאורידין-אלדהייד אסטרז.

לפיכך, אנזימים הם כמו מכונות מולקולריות המאפשרות משימות של תאים, ובהזדמנויות רבות, תפקודם מושפע או מועדף בתנאים מסוימים.

רשימת הגורמים המשפיעים על פעילות האנזים

ריכוז האנזים

ככל שריכוז האנזים עולה, קצב התגובה עולה באופן יחסי. עם זאת, זה רק עד לריכוז מסוים, מכיוון שברגע מסוים המהירות הופכת קבועה.

מאפיין זה משמש לקביעת פעילותם של אנזימי סרום (מסרום בדם) לאבחון מחלות.

ריכוז המצע

הגדלת ריכוז המצע מגדילה את קצב התגובה. הסיבה לכך היא שמולקולות מצע רבות יותר יתנגשו במולקולות האנזים, כך שהמוצר ייווצר מהר יותר.

עם זאת, כאשר חורג מריכוז מסוים של מצע לא תהיה השפעה על מהירות התגובה, מכיוון שהאנזימים היו רוויים ופועלים במהירות המרבית שלהם.

pH

שינויים בריכוז יוני המימן (pH) משפיעים מאוד על פעילות האנזימים. מכיוון שיונים אלה טעונים, הם מייצרים כוחות אטרקטיביים ודוחים בין קשרי המימן והיוניים באנזימים. הפרעה זו מייצרת שינויים בצורת האנזימים ובכך משפיעים על פעילותם.

לכל אנזים יש pH אופטימלי בו קצב התגובה הוא מקסימאלי. לפיכך, ה- pH האופטימלי לאנזים תלוי במקום בו הוא מתפקד בדרך כלל.

לדוגמה, לאנזימי מעיים יש pH אופטימלי של כ- 7.5 (מעט בסיסי). לעומת זאת, לאנזימים בקיבה יש pH אופטימלי של כ -2 (חומצי מאוד).

מְלִיחוּת

ריכוז המלחים משפיע גם על הפוטנציאל היוני וכתוצאה מכך הם יכולים להפריע לקשרים מסוימים של האנזימים, שיכולים להיות חלק מהאתר הפעיל של אותו. במקרים אלה, כמו ב- pH, פעילות האנזים תושפע.

טֶמפֶּרָטוּרָה

ככל שהטמפרטורה עולה עולה פעילות האנזים וכתוצאה מכך קצב התגובה. עם זאת, טמפרטורות גבוהות מאוד מפללות אנזימים, המשמעות היא שאנרגיה עודפת שוברת את הקשרים השומרים על המבנה שלהם, וגורמת להם לא לתפקד בצורה אופטימלית.

לפיכך, קצב התגובה יורד במהירות כאשר אנרגיית החום מפלה את האנזימים. ניתן לראות השפעה זו באופן גרפי בעקומה בצורת פעמון, שם קצב התגובה קשור לטמפרטורה.

הטמפרטורה בה מתרחש קצב התגובה המקסימלי נקראת טמפרטורת האנזים האופטימלית הנצפית בנקודה הגבוהה ביותר של העקומה.

ערך זה שונה עבור האנזימים השונים. עם זאת, לרוב האנזימים בגוף האדם טמפרטורה אופטימלית של סביב 37.0 מעלות צלזיוס.

בקיצור, ככל שהטמפרטורה עולה, בתחילה קצב התגובה יגדל בגלל העלייה באנרגיה הקינטית. עם זאת, ההשפעה של התמוטטות האיחוד תהיה גדולה יותר וגדלה, ושיעור התגובה יתחיל לרדת.

ריכוז המוצר

הצטברות של מוצרי תגובה בדרך כלל מאיטה את האנזים. בחלק מהאנזימים המוצרים משתלבים עם האתר הפעיל שלהם ויוצרים קומפלקס רופף ובכך מעכבים את פעילות האנזים.

במערכות חיות בדרך כלל מונעים מעצורים מסוג זה על ידי הסרה מהירה של המוצרים הנוצרים.

מפעילי אנזימים

חלק מהאנזימים דורשים נוכחות של אלמנטים אחרים כדי לתפקד טוב יותר, אלה יכולים להיות קטיוני מתכת אורגניים כמו Mg ²⁺ , Mn ²⁺ , Zn ²⁺ , Ca ²⁺ , Co ²⁺ , Cu ²⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , וכו.

במקרים נדירים, אניונים נדרשים גם לפעילות אנזימטית, למשל, אניון הכלוריד (CI-) עבור עמילאז. יונים קטנים אלו נקראים קופקטורים לאנזים.

יש גם קבוצה נוספת של אלמנטים המקדמים את פעילותם של אנזימים, הנקראים קואנזימים. קואנזימים הם מולקולות אורגניות המכילות פחמן, כמו ויטמינים הנמצאים במזון.

דוגמא לכך יכולה להיות ויטמין B12, שהוא הקואנזים של מתיונין סינתז, אנזים הכרחי למטבוליזם של חלבונים בגוף.

מעכבי אנזים

מעכבי אנזים הם חומרים המשפיעים לרעה על תפקודם של אנזימים וכתוצאה מכך מאטים או במקרים מסוימים מפסיקים את הקטליזה.

ישנם שלושה סוגים נפוצים של עיכוב אנזים: עיכוב תחרותי, לא תחרותי, ומצע:

מעכבים תחרותיים

מעכב תחרותי הוא תרכובת כימית הדומה למצע שיכולה להגיב עם האתר הפעיל של האנזים. כאשר האתר הפעיל של האנזים נקשר למעכב תחרותי, המצע אינו יכול להיקשר לאנזים.

מעכבים לא תחרותיים

מעכב לא תחרותי הוא גם תרכובת כימית הנקשרת לאתר אחר באתר הפעיל של האנזים, המכונה האתר האוסטוסטרי. כתוצאה מכך האנזים משנה את צורתו ואינו יכול עוד להיקשר בקלות למצע שלו, כך שהאנזים אינו יכול לתפקד כראוי.

הפניות

1. אלטרס, ש '(2000). ביולוגיה: הבנת החיים (מהדורה שלישית). ג'ונס וברטלט למידה.
2. ברג, ג ', טימוצ'קו, ג', גאטו, ג' ו סטרייר, ל '(2015). ביוכימיה (מהדורה 8). WH פרימן וחברה.
3. ראסל, פ .; וולף, ש .; הרץ, פ .; סטאר, סי ומקמילן, ב (2007). ביולוגיה: המדע הדינמי (מהדורה ראשונה). תומסון ברוקס / קול.
4. Seager, S.; Slabaugh, M & Hansen, M. (2016). כימיה להיום: כימיה כללית, אורגנית וביוכימיה (מהדורה 9). לימוד Cengage.
5. סטוקר, ח. (2013). כימיה אורגנית וביולוגית (מהדורה 6). לימוד ברוקס / קול קינגאז '.
6. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). יסודות הביוכימיה: החיים ברמה המולקולרית (מהדורה חמישית). וויילי.