كيف يؤثر نقص العامل المساعد لإنزيم على وظيفة الإنزيم؟

الإنزيمات عبارة عن بروتينات تحفز أو تسرع تفاعلات كيميائية معينة بحيث تسير أسرع مما تفعل بدون المحفز. تتطلب بعض الإنزيمات وجود جزيء إضافي أو أيون معدني يسمى العامل المساعد قبل أن يتمكنوا من عمل سحرهم. بدون هذا العامل المساعد ، لم يعد الإنزيم قادرًا على تحفيز التفاعل.

بحكم التعريف ، العامل المساعد هو أيون أو جزيء غير بروتيني يتطلبه الإنزيم لوظيفته. إذا تمت إزالة العامل المساعد ، فلن يكون الإنزيم قادرًا على أداء وظيفته ولن يعمل كمحفز بعد الآن. يحتوي دمك ، على سبيل المثال ، على إنزيم يسمى الأنهيدراز الكربوني الذي يحفز التفاعل بين الماء وثاني أكسيد الكربون لتكوين حمض الكربونيك. يتطلب الأنهيدراز الكربوني أيون الزنك كعامل مساعد. إذا لم يكن هناك زنك ، فلن يعمل الإنزيم.

قد تكون العوامل المساعدة عبارة عن أيونات معدنية موجبة الشحنة ، مثل الحديد والمغنيسيوم والزنك ، أو قد تكون جزيئات كربونية صغيرة مثل فيتامين ب 12. تسمى العوامل المساعدة الجزيئية الصغيرة أحيانًا الإنزيمات المساعدة. تعمل العديد من الفيتامينات التي تحتاجها في نظامك الغذائي كعوامل مساعدة إنزيمية أو سلائف للعوامل المساعدة للإنزيم. ترتبط بعض الإنزيمات بعواملها المساعدة بإحكام شديد بحيث يكون العامل المساعد أساسًا جزءًا من الإنزيم ؛ في هذه الحالات ، يُطلق على العامل المساعد أحيانًا اسم مجموعة الأطراف الاصطناعية. بالنسبة للإنزيمات الأخرى ، يكون العامل المساعد مرتبطًا أو مرتبطًا بشكل فضفاض.

يعتمد الدور الدقيق الذي يلعبه العامل المساعد في التفاعل الأنزيمي على الإنزيم. كل إنزيم له آلية تفاعل خاصة به ، وسلسلة من الخطوات الكيميائية التي يتم من خلالها التفاعل الذي يحفزه ، ودور العامل المساعد خاص بهذه الآلية. مع أنهيدراز الكربونيك ، على سبيل المثال ، يكون أيون الزنك عالقًا في شق في بروتين يسمى الموقع النشط. نظرًا لأنه مشحون بشكل إيجابي ويفتقر للإلكترون ، يمكنه تكوين رابطة مع جزيء ماء يمر ، مما يتيح لجزيء الماء أن يفقد أيون الهيدروجين بحيث يصبح أيون هيدروكسيد ، OH-. يستطيع أيون الهيدروكسيد الآن مهاجمة ذرة الكربون في جزيء من ثاني أكسيد الكربون لتكوين حمض الكربونيك. من خلال ربط جزيء الماء وتمكينه من فقد أيون الهيدروجين ، يساعد أيون الزنك الإنزيم في تسهيل التفاعل.

إن حرمان إنزيم من العامل المساعد يكون أحيانًا طريقة جيدة لمنع الإنزيم من تحفيز تفاعل غير مرغوب فيه. عندما يقوم الطلاب أو العلماء باستخراج الحمض النووي ، على سبيل المثال ، فإنهم يريدون التأكد من عدم تقطيع الحمض النووي بواسطة إنزيمات تسمى الحمض النووي. تؤدي إضافة EDTA إلى خليط التفاعل إلى منع الحمض النووي من العمل لأن EDTA تلتقط أيونات المغنيسيوم وتربطها في المحلول ؛ المغنيسيوم هو عامل مساعد تتطلبه DNAs حتى تعمل.