ما الطريقتان اللتان تصبح فيهما الإنزيمات أقل فعالية؟

الإنزيمات هي آلات بروتينية تحتاج إلى اتخاذ أشكال ثلاثية الأبعاد لتعمل بشكل صحيح. تصبح الإنزيمات غير نشطة عندما تفقد هيكلها ثلاثي الأبعاد. إحدى طرق حدوث ذلك هي أن درجة الحرارة تصبح شديدة السخونة وتغير طبيعة الإنزيم أو تتكشف. الطريقة الأخرى التي تصبح بها الإنزيمات غير نشطة هي عندما يتم حظر نشاطها بواسطة مثبط كيميائي. هناك أنواع مختلفة من المثبطات. ترتبط المثبطات التنافسية بموقع الإنزيمات النشط وتحجبه. ترتبط المثبطات غير التنافسية بموقع آخر غير الموقع النشط ، ولكنها تتسبب في أن يكون الموقع النشط غير فعال.

تهتز الذرات في الإنزيمات بشكل طبيعي ، ولكن ليس لدرجة أن الجزيء يتكشف. تؤدي زيادة درجة حرارة الإنزيم إلى زيادة كمية الاهتزاز. الكثير من الهزهزة ويبدأ الإنزيم في فقدان شكله الصحيح. تتمتع الإنزيمات بنطاق درجة حرارة مثالي تكون فيه أكثر نشاطًا. يزداد نشاط الإنزيم مع وصول درجة الحرارة إلى هذا النطاق الأمثل ، ولكنها تنخفض بشكل حاد بعد تجاوز هذا النطاق. تفقد معظم الإنزيمات الحيوانية نشاطها فوق 40 درجة مئوية. هناك بكتيريا تسمى الكائنات القاسية يمكنها البقاء على قيد الحياة في الينابيع الساخنة. يمكن لإنزيماتهم تحمل درجات الحرارة التي تغلي الماء.

تحتوي الإنزيمات على منطقة تسمى الموقع النشط ، وهي المسؤولة عن إجراء التفاعل الكيميائي الذي هو الهدف الرئيسي للإنزيم. تمامًا مثل باقي الإنزيم ، يحتاج الموقع النشط إلى شكل مناسب ثلاثي الأبعاد حتى يعمل. الموقع النشط مثل فم الإنزيم. تلتصق المجموعات الجانبية لبعض الأحماض الأمينية في مساحة الموقع النشط ، مثل الأسنان الموجودة في الفم. هذه المجموعات الجانبية هي المسؤولة عن حدوث التفاعل الكيميائي. مثلما تحتاج الأسنان إلى محاذاة من أجل مضغ الطعام ، لا يمكن للمجموعات الجانبية إكمال التفاعلات إذا لم يكن الموقع النشط في شكله ثلاثي الأبعاد.

هناك طريقة أخرى تصبح فيها الإنزيمات أقل فعالية وهي أن نشاطها يعوقه مثبط كيميائي. المثبطات التنافسية هي جزيئات ترتبط بالموقع النشط للإنزيم. النشط هو المكان الذي ترتبط فيه الركيزة ، الجزيء الذي من المفترض أن يعدله الإنزيم ، وبالتالي يتنافس المثبط التنافسي مع الركيزة على الموقع النشط. تُعرف العديد من المثبطات التنافسية بأنها مثبطات عكوسة ، لأنها على الرغم من أنها تربط الموقع النشط فإنها يمكن أن تسقط. هذا يعيد الإنزيم إلى العمل.

نوع آخر من مثبطات الإنزيم يسمى مثبطات غير تنافسية. لا ترتبط هذه المواد الكيميائية من النوع بالموقع النشط ، ولكن إلى موقع آخر على الإنزيم. ومع ذلك ، فإن ارتباط المثبط في الموقع الآخر يسبب تغييرًا في شكل البروتين الذي إما يغلق أو يسد الموقع النشط. تسمى المثبطات غير التنافسية أيضًا مثبطات التباين ، نظرًا لأن المواقع الخيفية هي مواقع تنظيمية ليست هي الموقع النشط. بعض الإنزيمات عبارة عن إنزيمات متعددة تتحد فيما يسمى بمركب الإنزيم. يمكن لمثبط خيفي إيقاف تشغيل جميع الإنزيمات في مجمع عن طريق الارتباط بموقع خيفي واحد.