خصائص الإنزيم وشروط عمله
خصائص الإنزيم
الإنزيم هو نوع خاص من البروتينات يتم إنتاجه من سلاسل الأحماض الأمينية. يتم تحديد نوع الإنزيم وفقا لتسلسل الأحماض الأمينية وشكلها في تلك السلسلة. تكون الإنزيمات محددة جدا، وهذا يعني أن لكل نوع من الإنزيمات تفاعلا مع نوع معين من المواد التي تم تصنيعها له تحديدا. هذه هي طريقة عمل الإنزيمات، حيث يتم تفادي العمليات الكيميائية الخاطئة في الجسم. في الأسطر التالية سنتعرف بالتفصيل على الإنزيم .
ومن أهم خصائص الانزيمات ما يلي :
- يتفرَّد الإنزيم بعامل درجة الحرارة المؤثر على نشاطه .
- يكون الإنزيم في أعلى مستوى نشاط عندما تصل درجة الحموضة بين 4-9 .
- تتأثر سرعة حدوث التفاعلات الكيميائية بتركيز الإنزيمات .
- كما يؤثر على تقدّم العمليات الكيميائية ومستوى تحقيقها .
- يرتبط الإنزيم بجزيئات المواد المتفاعلة، وبذلك يحدث تفكك للروابط بسهولة، مما يؤدي إلى خفض طاقة التفاعل .
شروط عمل الإنزيم
تؤثر البيئة على عمل ونشاط الإنزيم، وللبيئة دور في توقف الإنزيم أو تدهوره، ويشار إلى الإنزيم المعطل في حالة توقفه، وتتعدد العوامل التي تؤثر على الإنزيمات، ومن أهم شروط عمل الإنزيم ما يلي .
- درجة الحرارة : عندما ترتفع درجة الحرارة، يحدث رد فعل بصورة أسرع، ولكن إذا ارتفعت درجة الحرارة بشكل كبير، فسوف يتأثر الإنزيم ويتوقف عن العمل .
- الأس الهيدروجيني : يشير الأس الهيدروجيني ومعدل درجة الحموضة إلى نفس المفهوم، وفي بعض الحالات تؤثر درجة الحموضة على الإنزيم وتفاعله. في درجات الحموضة العالية أو المنخفضة جدًا، يبطئ ذلك تفاعل الإنزيم .
- التركيز : كلما زادت معدلات التركيز، زاد معدل التفاعل .
- المثبطات : المثبطات هي جزيئات تم تصميمها خصيصًا لإيقاف نشاط الإنزيم، حيث يمكن لهذه المثبطات إبطاء أو إيقاف تفاعل الإنزيم تمامًا. تتميز المثبطات بالتغير مع الإنزيم، مما يؤدي إلى تغيير شكله، وهذا هو العكس تمامًا للمنشطات التي تزيد من تفاعل الإنزيمات .
ماهي وظيفة الإنزيم
الإنزيم هو المسؤول عن العديد من التفاعلات التي تحدث داخل الخلايا، كما أنه يساعد على توليد وتسريع العمليات الكيميائية داخل جسم الإنسان. تستخدم الخلايا بعض الإنزيمات لتسريع العمليات الحيوية التي تحتاج إليها .
كيف يعمل الإنزيم
الإنزيم هو بروتين ممتاز يساعد على تسهيل العديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل جسم الإنسان، ويقوم الإنزيم بأداء العديد من الوظائف الهامة، مثل هضم الطعام والتمثيل الغذائي .
يعتمد المبدأ الأساسي لعمل الإنزيم على تكسير الروابط بين الجزيئات الكبيرة وتحويلها إلى جزيئات أصغر، وذلك ليتمكن الجسم من امتصاصها بسهولة. ويمكن توضيح أن لكل إنزيم تفاعل معين، ولكل إنزيم موقع نشط يتلاءم مع جزيئات متخصصة .
تأخذ الإنزيمات وضعية القفل والآخر وضعية المفتاح، وهذا يجعلهم متحدّين سويًا للتفاعل. ثم يقوم الإنزيمان بالانفصال بعد الانتهاء من التفاعل، ويتحدان مع جزيء آخر ويحفزان تفاعلات أخرى .
حقائق حول الإنزيم وشروط عمله
- الإنزيمات لا تموت ولا تفنى بعد إتمام عملها، ويتم استخدامها بشكل متكرر وتلقائي .
- المثبطات هي الأدوية والسموم التي تبطئ عمل الإنزيمات، ومن أهم هذه المثبطات سموم الثعابين وما شابه ذلك .
- تستخدم الإنزيمات في صناعة الورق والمنظفات، بالإضافة إلى استخدامها في الصناعات الغذائية .
- تختلف أسماء الإنزيمات وفقًا لتواجدها في جسم الإنسان، فعلى سبيل المثال يسمى إنزيم اللعاب الأميليز، وهو يساعد على هضم النشويات وتفتيت الطعام .
- تساعد الإنزيمات في تفتيت الطعام ليتمكن الجسم من استخدامه بشكل كامل، وتختلف الإنزيمات في تفتيت أنواع مختلفة من الطعام، وتشمل الإنزيمات اللعابية والأمعاء الدقيقة والبنكرياس .
الإنزيمات ووظائفها في جسم الإنسان
يحتوي جسم الإنسان على عدة أعضاء داخلية، ولكل عضو مهمة معينة. ومن أهم الأشياء التي تساعد هذه الأعضاء على القيام بوظائفها بشكل صحيح، هي الإنزيمات التي يصل عددها إلى 5000 إنزيم، حيث تساعد في تنظيم عملية الهضم والعمليات الأيضية الأخرى .
- الإنزيم الهاضم : تُعد الإنزيمات عوامل محفزة للهضم وبروتينية، وتساعد على إتمام العمليات الكيميائية داخل الجسم، حيث تؤثر عليها كعامل يسرع أو يبطئ من التفاعل دون استهلاك، ويمكن استخدام هذه الإنزيمات بشكل متكرر.
تتنوع الإنزيمات الهاضمة في أشكال مختلفة ومعقدة نوعًا ما للانضمام معًا لإتمام عمليات التفاعل، ويمكنك التعرف على أنواعها: - إنزيم الأميليز Amylase : إن الأميليز هو الإنزيم المسؤول عن هضم الكربوهيدرات وتحويلها إلى سكريات، ويتواجد هذا الإنزيم في الغدد اللعابية والبنكرياس والأمعاء الدقيقة .
يؤثر ذلك الإنزيم على الصحة العامَّة، وليس فقط على عمليات الهضم، حيث يكون مسؤولًا عن تحليل خلايا الدم البيضاء النافقة، وعدم تحللها يؤدي إلى تشكُّل تورمات مملوءة بالصديد .
- إنزيم البروتيز Protease : إنه إنزيم مسؤول عن هضم البروتينات وتحويلها إلى أحماض أمينية، ويتواجد إنزيم البروتيز في المعدة والأمعاء الدقيقة والبنكرياس .
ما الذي يحدث في حالة وجود نقص في ذلك الإنزيم؟
تحدث مشاكل متعددة في الجسم مثل : يؤدي نقص الكالسيوم في الدم إلى القلق والتهاب المفاصل وهشاشة العظام، حيث يقوم إنزيم البروتيز بالقضاء على البكتيريا والفيروسات في الدم، وإذا قلَّت كمية الإنزيم أو انعدمت فذلك يعجز الجهاز المناعي عن القيام بوظيفته بشكل صحيح .
- إنزيم الليبيز: هو الإنزيم المسؤول عن تحليل الدهون في الجسم، ويقوم بتحفيز عملية تحويلها إلى أحماض دهنية في البنكرياس والأمعاء الدقيقة، وعند نقصه يتضرر جسم الإنسان. فيحدث ارتفاع في نسبة الكوليسترول والدهون الثلاثية، كما يحدث صعوبة في فقدان الوزن. وقد يسبب النقص الإصابة بمرض السكري، صعوبة في امتصاص الغذاء، وأيضا في التخلص من الفضلات. وقد يعاني البعض من تشنجات في الأكتاف، وخاصة عندما ينقص الكالسيوم في الدم .
- إنزيم البابين Papain : يعمل هذا الإنزيم على تحليل البروتينات الموجودة في اللحوم ويساهم في حل مشاكل الهضم والغازات الناتجة عن تراكم الأنسجة التالفة في الجسم .
- إنزيم اللاكتيز : يساعد الإنزيم على هضم اللاكتوز، الذي يوجد في سكر الحليب، وقد ينقص الإنزيم مع التقدم في السن أو بسبب صعوبات في هضم السكر، وتسمى هذه الحالة بعدم تحمل اللاكتوز .