الأنزيمـات enzymes 1

dr.Hazem

الأنزيمـات enzymes

1ـ تعريف الأنزيمات:
هي مواد بروتينية بسيطة أو مركبة تنتجها الخلايا الحية تلعب دور وسائط بيوكيميائية ( عوامل محفزة للتفاعلات الكيميائية )

بناء الأنزيمات :
تتكون الأنزيمات من إرتباط الأحماض الأمينية وعوامل مرافقة وتنقسم إلى قسمين :

أ ـ الأنزيمات البسيطة:تتكون من ارتباط الأحماض الأمينية فقط.

ب ـ الأنزيمات المركبة : تتكون من شقين

ـ شق بروتيني ( أحماض أمينية ).
ـ شق لا بروتيني يدعى بالعامل المرافق، إما أيون معدني أو مركب عضوي يدعى المرافق الأنزيمي.

العامل المرافق الأيّوني :

يكون العامل المرافق الأيّوني عادة كاتيونات معدنية مثل: +Ca2، CO2+ ، Mn2+ ، Mg2+
Zn2+،Fe2+ ، Fe3+

المرافقات الإنزيميةCoenzymes:

تلعب عادة دور نواقل للإلكترونات و الذرات أو المجموعات الفعّالة ......إلخ
من أهم المرافقات الإنزيمية التي تدخل في تركيب :

- إنزيمات الأكسدة و الإرجاع ، نذكر منها النيكوتينأميد أدينين ثنائي النيوكليوتيد (NAD+)، النيكوتيناميد أدينين ثنائي النيوكليوتيد فوسفات NADP+، فلافين أدنين ثنائي النيوكليوتيد (FAD).
- إنزيمات النقل (ترانسفيراز) و نذكر منها الـ ATP و النيوكليوتيدات الشبيهة به و البيريدوكسال و مرافق إنزيمي A.

2 ـ تسمية وتصنيف الأنزيمات:
تصنّف الإنزيمات حسب نوع التفاعل المحفّز و كذلك حسب المادة التي تؤثر عليها إلى ستة مجموعات:

2-1 إنزيمات الأكسدة و الإرجاع:

يتبع هذه المجموعة جميع الإنزيمات التي تقوم بحفز تفاعلات الأكسدة و الإرجاع و تنتمي إلى هذه المجموعة الإنزيمات النازعة للهيدروجين و الإنزيمات المؤكسدة.

1.1.2 الإنزيمات النازعة للهيدروجين Déhydrogénase :

تتم الأكسدة بنزع ذرات الهيدروجين من المادة المتفاعلة بينما يتم الإرجاع بارتباط ذرات الهيدروجين
بالمستقبل و نذكر منها:

أ) الإنزيمات النازعة للهيدروجين التي تحتاج إلى NAD+ كمرافق إنزيمي : كمثال عنها الإيتانول

ب) الإنزيمات النازعة للهيدروجين التي تحتاج إلى NADP+ كمرافق إنزيمي: كمثال عنها الغلوكوز 6

فوسفات ديهيدروجيناز

ج) الإنزيمات النازعة للهيدروجين التي تحتاج إلى FAD كمرافق إنزيمي :كمثال عنها السكسينيك

ديهيدروجيناز

2.2 الإنزيمات الناقلة (Transférase) :

تتبع هذه المجموعة الإنزيمات التي تسرع من تفاعلات نقل المجاميع الذرية و بواقي الجزيئات من أحد المركبات إلى مركب آخر وكأمثلة عنها :

1.2.2 إنزيمات الفوسفوترانسفيراز :

إنزيمات تقوم بإسراع تفاعل نقل مجموعة الفوسفات و لها أهمية كبرى حيث تقوم بتحويل مركبات عضوية إلى الإسترات الفوسفاتية. الـATP في غالب الأحيان هو الجزيء المانح للمجاميع الفوسفاتية

2.2.2 إنزيمات الأمينوترانسفيراز (الناقلة لمجموعة الأمينو) :

تقوم هذه الإنزيمات بنقل مجموعة الأمينو (-NH2) من الأحماض الأمينية إلى الأحماض السيتونية و كمثال عنها الإنزيمات التي تحتاج إلى البيريدوكسال كمرافق إنزيمي

2 إنزيمات الغليكوسيل ترانسفيراز :
تقوم هذه الإنزيمات بتحفيز تفاعلات التخليق الحيوي للأوليغوسكاريدات و السكريات المتعددة

4.2.2 إنزيمات أسيل ترانسفيراز :

تقوم هذه الإنزيمات بإسراع نقل الأسيلات إلى الأحماض الأمينية و الأمينات و الكحولات مركبات أخرى
2 إنزيمات التحلّل المائي (Hydrolase):
تحفّز تفاعلات التحليل المائي للمركبات العضوية و غالبا تكون هذه التفاعلات عكسية.و تقسم إنزيمات هذه الطائفة تبعا لطبيعة المادة المتفاعلة التي تتحلّل مائيا و أهم هذه الأقسام:

1.3.2 الإنزيمات المحلّلة لليبيدات (الليباز) :

تحفّز التحليل المائي لليبيدات و كمثال التحليل المائي لثلاثي الغليسريدات

2.3.2 الإنزيمات المحلّلة للبروتينات :

منها التي تحفّز التحليل المائي للروابط البيبتيدية إبتداءا من الطرف الذي يحتوي على مجموعة كربوكسيل حرة و تسمّى كربوكسي بيبتيداز، و منها التي تحفّز التحليل المائي للروابط البيبتيدية إبتداءا من الطرف الحاوي على مجموعة أمينو حرة و تسمّى بالأمينوبيبتيداز، و منها التي تحفّز التحلّل المائي للروابط البيبتيدية الداخلية في جزيء البروتين و تدعى الأندوبيبتيداز كإنزيم الببسين و التريبسين و الكيموتريبسين.

3.3.2 إنزيمات التحليل المائي للسكريات:

و هي التي تحفّز التحليل المائي للروابط الغليكوسيدية في السكريات المركبة و المتعددة و منها إنزيمات الأميلاز و الأنفرتاز (تحليل مائي للسكروز) و المالتاز و اللاكتاز ... الخ.

4.3.2الإنزيمات المحلّلة للإسترات الفوسفاتية (الفوسفاتاز) :
و هي التي تحفّز التحليل المائي للروابط الإسترية الفوسفاتية و مثال عن ذلك التحلّل المائي للغلوكوز 6 فوسفات

2 الإنزيمات النازعة :
تقوم بحفز نزع مجاميع من المادة المتفاعلة و منها :

1.4.2 الإنزيمات النازعة لمجموعة الكربوكسيل (الديكربوكسيلاز) :

كمثال عن ذلك الأوكسالوأستيك ديكربوكسيلاز

2.4.2 الإنزيمات النازعة لمجاميع الأمينو :
كمثال عنها نزع مجموعة الأمينو من حمض الاسبارتيك

5.2 إنزيمات التماكب (الإيزوميراز) :
هي التي تحفّز التحوّلات داخل الجزيء نذكر منها:

1.5.2 الألدوزكيتوزإيزوميراز : الذي يحفّز تحوّل سكر الألدوز إلى سكر الكيتوز
2.5.2 الميوتاز:
يحفّز تحوّل مجموعة الفوسفات من وضعية إلى وضعية أخرى داخل نفس الجزيء
2 إنزيمات الربط (الليغاز):

تحفّز تفاعلات تكوين روابط من نوع C-C، C-N، C-O، C-S.

3ـ العوامل المؤثرة على النشاط الأنزيمي :

يتمثل دور الإنزيمات في تحفيز التفاعلات الكيميائية لذلك فان دراسة هذه الوظيفة تعتمد أساسا على القياسات الكمية لسرعة التفاعلات المحفزة وتقدير معدلات التفاعل ويمكن الاستدلال على ميكانيكية عمل الإنزيم بدراسة تأثير العوامل المختلفة و المتنوعة على معدل سرعة التفاعل .

لذا من الضروري أولا معرفة مراحل التفاعل الإنزيمي وسرعة التفاعل الإنزيمي