ما نوع البروتينات التي تسرع معدل التفاعلات الكيميائية في الجسم
نوع من البروتينات تسرع معدل التفاعلات الكيميائية في الجسم
الانزيمات
هي نوع من البروتينات لتسريع معدل التفاعلات الكيميائية .
ويحدث في الجسم يوميًا ملايين التفاعلات الكيميائية التي تحدث بسرعة بالغة، وتعتبر ضرورية من أجل الكائن الحي، وكل عملية تحدث في الجسم تتم بآلية كيميائية، مثل تناول الطعام، التنفس، واللعب.
زيادة الانزيمات أو نقصها يؤدي إلى أضرار صحية، لأن الانزيمات كما رأينا مسؤولة عن العديد من التفاعلات الكيميائية، وتسريع عمليات الاستقلاب في الجسم، ويتم إنتاج الانزيمات بشكل طبيعي في الجسم
تسرع الانزيمات التفاعلات الكيميائية بالعديد من الوسائل، منها
تقليل طاقة التنشيط: وطاقة التنشيط هي الطاقة التي يجب أن تتوافر في الجهاز الكيميائي أو العصبي من أجل الوصول إلى التفاعل أو إلى المنتج.
يمكن أن تقوم الأنزيمات بتوفير طريق تفاعل آخر بديل، لا يستهلك نفس طاقة طريق التفاعل الأساسي
في حال عدم وجود الانزيم، سوف يستغرق التفاعل وقتًا أطول
إذا لم يكن هناك انزيمات في الجسم، سوف تتم العمليات الكيميائيات الداعمة للحياة والأساسية لحياة الكائن الحي فقط في درجات حرارة أعلى من 90 درجة مئوية، أو 200 فهرنهايت، لذلك تعتبر الانزيمات ضرورية من أجل إتمام عمليات كيميائية حيوية في الجسم لم تكن لتتم في غياب هذه الانزيمات
هناك آلاف الانزيمات في الجسم، وكل أنزيم له دور معين، بعض الأنزيمات الشائعة في الجسم التي يعلمها الشخص ذو الثقافة البسيطة هي:
الكربوهيدراز: مسؤولة عن تحويل الكربوهيدرات إلى سكاكر
الليباز: مسؤول عن تحويل الدهون إلى أحماض دسمة
البروتياز: يقوم بتحطيم البروتينات وتحويلها إلى أحماض أمينية. [1] [2]
تسرع الانزيمات التفاعلات الكيميائية في الجسم
نعم
الانزيمات الموجودة في أجسامنا تقوم بتسريع التفاعلات الكيميائية من خلال تقليل طاقة التنشيط اللازمة لبدء تفاعل كيميائي
، وكل أنزيم يرتبط بموقع معين يسمى الموقع النشط على الركيزة، وهذه الركيزة تتحول بعدها إلى مواد ناتجة، ويمكن تشبيه الانزيم بمفتاح القفل
تحوي كل خلية آلاف الأنزيمات المختلفة، والانزيمات تساعد على تسريع التفاعلات الكيميائية ملايين المرات من سرعتها في حال عدم وجود انزيمات.
تؤدي الانزيمات وظائف مختلفة في الجسم، ومن أهم وظائفها في تسريع عمليات الهضم، وتحويل الطعام الذي نتناوله إلى طاقة، وهذه العملية تحتاج لأنزيمات هاضمة متعددة، توجد بدءًا من الفم واللعاب، وتتوضع في المعدة، والبنكرياس، والأمعاء الدقيقة، ووظيفتها الأساسية تحويل الدهون، البروتينات، والكربوهيدرات إلى أجزاء أبسط يسهل امتصاصها من المعي الدقيق ونقلها إلى خلايا الجسم، وتستعمل الانزيمات هذه العناصر الغذائية من أجل النمو وإصلاح الخلايا
للانزيمات دور مفيد أيضًا في:
- عملية التنفس
- بناء العضلات
- وظائف الأعصاب
- تخليص الجسم من السموم
تأتي الانزيمات من
الأنزيمات هي عبارة عن بروتينات، لكن بعض الانزيمات يمكن أن تكون مصنوعة من جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (الرنا)، وجزيئات الرنا تقوم بترجمة المعلومات من الدنا وتصنيع البروتينات.
الانزيم يمكن أن يتركب من
-
انزيمات بسيطة:
تتألف فقط من جزء بروتيني (مثل الببسين، أو التربسين) -
انزيمات مركبة:
ترتبط الانزيمات بجزء غير بروتيني في الانزيمات المركبة، وهي تسمى العامل المساعد، ويشكل الانزيم غير النشط مع العامل المساعد أو تميم العامل جزيئ أنزيمي فعال بيولوجيًا.
كل عضو في الجسم يقوم بإفراز هرمونات متخصصة، فنجد في اللعاب أنزيمات هاضمة تختلف عن الأنزيمات الهاضمة في البنكرياس أو في المعدة، وتختلف بالتأكيد عن الانزيمات التي يفرزها الكبد.
تقوم الانزيمات بتسريع التفاعلات الكيميائية، يعمل الانزيم بشكل أساسي من خلال خفض طاقة التنشيط في التفاعل الكيميائي، والانزيمات تشكل معقدات مع الركيزة، وهي تحوي غالبًا على مكان لارتباط الركيزة، وهذا المعقد ضروري من أجل بدء التفاعلات الكيميائية
وظائف الأنزيمات الرئيسية تتمثل ب
-
الجهاز الهضمي:
الانزيمات تساعد على تحليل الجزيئات المعقدة إلى جزيئات أصغر، مثل الجلوكوز، وتحويل النشاء إلى بروتينات كي يستطيع الجسم امتصاصها وتحويلها إلى جزيئات أصغر يسهل الاستفادة منها -
انقسام الدنا
: اثناء انقسام الخلايا، تحتاج إلى نسخ الحمض النووي الريبي الذي يتواجد في كل خلية، من أجل نقله إلى الخلية الأخرى، وهنا يأتي دور الانزيمات في المساعدة في هذه العملية، وتعتبر هذه العملية مسؤولة أيضًا عن الإصلاح الخلوي -
انزيمات الكبد
: يعتبر الكبد مسؤولًا عن التخلص عن الكثير من السموم في الجسم، حتى الأدوية التي يساعد في التخلص منها بعد انتهاء تأثيرها كي لا تصبح سامة، والأنزيمات تقوم بتسريع عملية تحطيم السموم والتخلص منها من الجسم - نقل الإشارات الخلوية وتنظيم دورة حياة الخلايا، وهذا يتم غالبًا بأنزيمات الكيناز والفوسفاتاز
- مسؤولة عن عمليات الاستقلاب، والتنفس
- التقلص العضلي، وتوليد الحركة عبر الميوزين
- إنتاج الهرمونات
الإنزيم لا يتغير ولا ينفذ خلال التفاعلات الكيميائية
الانزيم يشبه المفتاح لبدء التفاعلات الكيميائية في الجسم، ولا يتغير الانزيم، ولا يتم استعماله في التفاعلات الكيميائية، لذلك يمكن استعمال الانزيم مرارًا وتكرارًا في التفاعلات الكيميائية.
لكن نشاط الأنزيمات يتأثر بشكل كبير ب:
- تغيرات درجات الحرارة
- الحموضة
تغيرات درجة الحرارة :
يمكن أن تؤدي تغيرات الحرارة أو الحموضى لسرعة التفاعلات الكيميائية أو بطء التفاعلات، بعض الانزيمات تعمل بشكل أفضل في حال توافر الظروف المناسبة لعملها، مثلًا تعمل بعض الانزيمات فقط في درجة حرارة الجسم الطبيعية وهي 37 درجة مئوية، أي 98.6 فهرنهايت، فإذا أصيب الشخص بالحمى وارتفعت حرارته، فبعض الأنزيمات يمكن أن تتوقف عن العمل، ويصاب الشخض بالأمراض
حموضة المعدة
: بعض الأنزيمات الأخرى لا تعمل إلا بحموضة كافية للمعدة، وتقوم عندها بتحطيم الأغذية المختلفة التي نتناولها، وبذلك نستنتج أن كل أنزيم يعمل ويحتاج لشروط مختلفة لبدء العمل. [1] [2] [3] [4] [5]
هل الانزيمات متخصصة
الانزيمات هي جزيئات بيولوجية متخصصة، هذا يعني أن كل انزيم يرتبط مع نوع معين من الجزيئات، ويكون مسؤول عن تسريع تفاعلات كيميائية معينة دون غيرها، فلا يمكن مثلًا للانزيمات الهاضمة في اللعاب أن تقوم بتسريع التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن
إزالة السموم في الكبد
تتصف الأنزيمات بخصائص وهي
- الانزيمات هي جزيئات فعالة للغاية، يمكن أن تؤدي إلى حدوث آلاف التفاعلات في الجسم في الثانية الواحدة
- الانزيمات متخصصة، ففي حال لم تتوافر الركيزة الخاصة بهذا الأنزيم، فلن يتم التفاعل، وهذا يشبه آلية القفل والمفتاح، فإذا لم يكن مع الشخص المفتاح المناسب، فلا يمكنه الدخول
- لا تتأثر الانزيمات بالتفاعلات الكيميائية، بالرغم من فوائد الانزيمات المهمة لبدء التفاعلات الكيميائية، إلا أنها لا تستهلك في التفاعلات الكيميائية، ويعود الانزيم إلى حالته الأصلية كما كان قبل التفاعل لبدء تفاعل جديد
- تعتمد وظائف الأنزيمات على الكثير من العوامل مثل درجة الحموضة، ودرجة الحرارة. [6]الانز