ما الإنزيم؟
الإنزيم غالبًا بروتين يعمل كعامل حفاز في الكائنات الحية؛ أي يسرع التفاعل الكيميائي دون أن يُستهلك في التفاعل. الخلايا تحتاج إلى الإنزيمات لأن كثيرًا من التفاعلات الحيوية ستكون بطيئة جدًا بدونها.
تخيل الإنزيم مثل عامل تنظيم في مطار مزدحم: لا يصنع المسافرين ولا يبتلعهم، لكنه يجعل مرورهم أسرع وأكثر ترتيبًا. الفرق أن الإنزيمات لا تصرخ في الطابور.
المادة المتفاعلة والموقع النشط والناتج
المادة المتفاعلة التي يعمل عليها الإنزيم تسمى substrate. ترتبط هذه المادة بمنطقة في الإنزيم تسمى الموقع النشط. بعد حدوث التفاعل تتحول المادة المتفاعلة إلى ناتج أو نواتج، ثم يخرج الناتج ويبقى الإنزيم قادرًا على العمل مرة أخرى.
يكون للإنزيم شكل مناسب غالبًا لمادة معينة أو مجموعة مواد متشابهة. لذلك نقول إن الإنزيمات متخصصة. إنزيم هضم البروتين لا يقوم بالضرورة بهضم الدهون بكفاءة.
طاقة التنشيط
طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل. الإنزيمات تخفض طاقة التنشيط، فتجعل حدوث التفاعل أسهل وأسرع عند درجة حرارة الجسم. هي لا تغير الناتج النهائي للتفاعل، لكنها تساعد التفاعل على الوصول إليه بسرعة.
العوامل التي تؤثر في الإنزيمات
تتأثر الإنزيمات بدرجة الحرارة ودرجة الحموضة pH وتركيز المواد المتفاعلة. لكل إنزيم ظروف مثلى يعمل فيها بكفاءة. إذا ارتفعت الحرارة كثيرًا أو تغيرت الحموضة بشدة، قد يتغير شكل الإنزيم ويفقد عمله، وهذا يسمى التمسخ.
أمثلة امتحانية محلولة
السؤال: ماذا تسمى المادة التي يرتبط بها الإنزيم؟
الإجابة: المادة المتفاعلة أو الركيزة.
السؤال: كيف تسرع الإنزيمات التفاعلات؟
الإجابة: تخفض طاقة التنشيط.
السؤال: لماذا قد يتوقف إنزيم عن العمل عند حرارة عالية جدًا؟
الإجابة: لأن شكله يتغير ويفقد الموقع النشط ملاءمته.
مفاتيح حل سريعة
- الإنزيم عامل حفاز حيوي.
- الموقع النشط يرتبط بالمادة المتفاعلة.
- الناتج يخرج والإنزيم يبقى.
- الإنزيمات تخفض طاقة التنشيط.
- الحرارة و pH يؤثران في عمل الإنزيم.
مصادر موثوقة للاستزادة
- OpenStax Biology 2e - Enzymes: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/6-5-enzymes
- Khan Academy - Enzymes and activation energy: https://www.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/introduction-to-enzymes