همه چیز در مورد “آنزیم” و انواع آنزیم

آنزیم نوع خاصی از پروتئین است. آنزیم ها، مانند تمام پروتئین ها از رشته های اسیدهای آمینه ساخته شده اند. عملکرد آنزیم ها به وسیله توالی اسیدهای آمینه، انواع اسیدهای آمینه و شکل رشته تعیین می شود.

آنزیم ها چه کاری انجام می دهند؟

آنزیم ها مسئول بسیاری از کارهایی هستند که در سلول ها انجام می شود. آنها به صورت کاتالیزور عمل می کنند تا به تولید و افزایش سرعت واکنش های شیمیایی کمک کنند. هنگامی که لازم است یک سلول کاری را انجام دهد، تقریباً همیشه این کار را با استفاده از یک آنزیم انجام می دهد تا آن چه لازم است انجام گیرد را با سرعت همراه کند.

آنزیم ها خاص اند

آنزیم ها بسیار خاص اند. این به آن معنی است که هر نوع آنزیمی تنها با نوع خاصی از ماده که آنزیم برای آن ساخته شده واکنش نشان می دهد. این مهم است چراکه باعث می شود آنزیم ها اشتباه نکنند و باعث ایجاد واکنش های شیمیایی در جایی که قرار نیست انجام گیرد نشوند.

آنزیم ها چگونه کار می کنند؟

همه شما درباره خط مونتاژی که خودروها در آن ساخته می شوند چیزهایی می دانید. در خط مونتاژ خودروها، ربات های غول پیکری هستند که به انسان ها کمک می کنند وظایف خاصی را انجام دهند. برخی یک خودرو کامل را بالا می برند، برخی درها را بالا می برند و برخی پیچ و مهره ها را روی قاب ها قرار می دهند.

آنزیم ها درست مثل این ربات های غول پیکرند. آنها یک یا دو قطعه را می قاپند، کاری بر روی آنها انجام می دهند و سپس رهایشان می کنند. هنگامی که کارشان با یک قطعه انجام می شود، به سوی قطعه بعدی حرکت می کنند و دوباره همان کار را انجام می دهند. آنزیم ها ربات های پروتئینی کوچکی در داخل سلول های ما هستند.

ربات هایی که طراحی شده اند برای این که در یک خودرو را حرکت دهند نمی توانند ترمز را روی خودرو بگذارند. آنزیم ها هم مانند این ربات ها هستند. آنها فقط می توانند با مولکول های خاصی کار کنند و تنها وظایف خاصی را انجام دهند چرا که آنها بسیار خاصند.

ساختار آنزیم ها بسیار مهم است. اگر تنها یک اسید آمینه آنزیم خراب شود، ممکن است آنزیم کار نکند. این مانند این است که کسی یکی از کابل های ربات را وصل نکرده باشد.

برای مثال، برخی از علف کش ها برای جلوگیری از فعالیت آنزیم های گیاهی مورد استفاده قرار می گیرند. یک مولکول ریز علف کش می تواند به محل فعال یک آنزیم متصل شده و آن را از کارش بازدارد. اما گیاهان با تغییر یک یا دو اسید آمینه در آنزیم هایشان خود را با این شرایط انطباق می دهند. گیاهانی که ساختارشان را تنظیم می کنند قادرند به کارشان ادامه دهند و علف کش قبلی دیگر نمی تواند آنزیم را محدود کند.

چهار مرحله فعالیت آنزیم

1- آنزیم و سوبستره (ماده ای که با اثرگذاری یک آنزیم کاری را انجام می دهد) در یک محل هستند. برخی از موقعیت ها بیش از یک مولکول سوبستره دارند که آنزیم تغییر خواهد داد.

2- آنزیم در یک محل خاص خود به نام محل فعال به سوبستره چنگ می زند. این ترکیب، مجموعه آنزیم / سوبستره نامیده می شود. آنزیم ها خیلی خیلی خاص اند و به هر مولکولی چنگ نمی زنند. محل فعال، ناحیه ای با شکلی خاص در آنزیم است که با سوبستره متناسب است. محل فعال مثل پنجه چنگ زنی ربات روی خط مونتاژ است و فقط می تواند یک یا دو قطعه را انتخاب کند.

3-فرایندی به نام کاتالیز رخ می دهد. (کاتالیز افزایش سرعت واکنش شیمیایی به وسیله محل فعال آنزیم است) وقتی کاتالیز هست یعنی سوبستره تغییر کرده است. سوبستره می تواند تجزیه شود یا با مولکول دیگری ترکیب شود تا چیز جدیدی بسازد. سوبستره یا پیوند شیمیایی را می شکند و یا می سازد. وقتی این فرایند تمام شد، ما مجموعه آنزیم / محصول را خواهیم داشت.

4-آنزیم محصول را آزاد می کند. هنگامی که آنزیم اجازه می یابد برود به شکل اولیه اش برمی گردد. سپس آماده می شود روی مولکول سوبستره دیگری کار کند.

آیا می توان آنزیم ها را کنترل کرد؟

چه اتفاقی روی می دهد اگر آنزیم ها هرگز متوقف نشوند و هر مولکولی در جهان را تبدیل کنند؟ نگران نباشید. عوامل بسیاری وجود دارد که می تواند فعالیت آنزیم را تنظیم کند، از جمله دما، فعال کننده ها، سطح pH و مهار کننده ها.

مواردی که بر فعالیت آنزیم اثر می گذارند

محیط آنزیم و سوبستره می تواند بر سرعت واکنش تأثیر بگذارد. در برخی موارد محیط می تواند باعث شود آنزیم کارش را متوقف کند و یا حتی چنگش را باز کند. وقتی آنزیم کارش را متوقف می کند به آن «دناتوره» می گویند. برخی از عواملی که می تواند بر فعالیت آنزیم اثر بگذارد به قرار زیرند:

دما – دما می تواند بر سرعت واکنش تأثیر بگذارد. با دمای بالاتر، واکنش سریع تر رخ می دهد. با این حال، در برخی نقاط دما به قدری زیاد می شود که آنزیم دناتوره می شود و کار متوقف می گردد.

PH•- در بسیاری از موارد میزان PH یا اسیدیته محیط اطراف آنزیم و سوبستره می تواند بر سرعت واکنش اثر بگذارد. در pH شدید (بالا و یا پایین) معمولاً واکنش کند خواهد شد و یا حتی واکنش به طور کامل متوقف می شود.

غلظت – غلظت بالاتر سوبستره یا آنزیم می تواند سرعت واکنش را افزایش دهد.
مهارکننده – مهارکننده ها مولکول هایی هستند که به شکل خاصی ساخته شده اند تا فعالیت آنزیم ها را متوقف کنند. آنها ممکن است فقط سرعت واکنش را کند کنند و یا آن را به طور کامل متوقف کنند. برخی پیوندهای مهارکننده با آنزیم باعث می شود شکل آنزیم تغییر کند و درست کار نکند. در مقابل یک مهار کننده، یک فعال کننده است که می تواند کمک کند سرعت واکنش افزایش یابد.

حقایقی درباره آنزیم ها

آنزیم ها می توانند بارها و بارها مورد استفاده قرار گیرند.
بسیاری از داروها و سموم به صورت مهار کننده برای آنزیم ها عمل می کنند. برخی از زهرهای مارها مهار کننده اند.
آنزیم ها اغلب کاربری های صنعتی مانند پردازش مواد غذایی، تولید کاغذ و مواد شوینده دارند.
ما یک آنزیم به نام آمیلاز در بزاقمان داریم که به تجزیه نشاسته هنگامی که غذا را می جویم کمک می کند.
آنزیم ها نقش مهمی در تجزیه غذایی که ما می خوریم دارند به طوری که بدن ما بتواند آن را مورد استفاده قرار دهد. آنزیم های خاصی وجود دارند که انواع مختلف مواد غذایی را تجزیه می کنند. آنها در بزاق، معده، لوزالمعده و روده کوچک یافت می شوند.
آنزیم یا کاتالیزگر یک ماده آلی است که یک فرایند شیمیایی را در یک سازواره یا موجود زنده تقویت یا تضعیف می‌کند ولی خودش دگرگون نمی‌شود. به عبارت دیگر آنزیم‌ها کاتالیزگرهای فرایندهای زیستی هستند و نسبت به کاتالیزگرهای غیر زیستی کارایی بسیار بالایی دارند. اغلب آنزیم‌ها ساختار پروتئینی دارند، به غیر از انواع محدودی از آن‌ها که از جنس ریبونوکلئیک اسید هستند؛ مانند ریبوزوم‌ها.آنزیم‌ها با پایین آوردن انرژی فعال‌سازی یک واکنش فعالیت می‌کنند.