ما هو دور الانزيمات في التمثيل الغذائي؟

يشير التمثيل الغذائي إلى أي عملية كيميائية تحدث داخل الخلايا أو بينها. هناك نوعان من التمثيل الغذائي: التمثيل الغذائي ، حيث يتم تصنيع الجزيئات الأصغر لعمل جزيئات أكبر ؛ والتقويض ، حيث تنقسم الجزيئات الأكبر إلى جزيئات أصغر. تتطلب معظم التفاعلات الكيميائية داخل الخلايا محفزًا للبدء. توفر الإنزيمات ، وهي جزيئات بروتينية كبيرة توجد في الجسم ، المحفز المثالي لأنها يمكن أن تغير المواد الكيميائية داخل الخلايا دون تغيير نفسها.

التمثيل الغذائي هو مصطلح شامل يشير إلى أي عملية خلوية تنطوي على تفاعل كيميائي. التحلل الجلدي هو مثال على عملية خلوية تقويضية ؛ في هذه العملية ، يتم تقسيم الجلوكوز إلى بيروفات. عندما يتحد الأكسجين والهيدروجين لتكوين الماء في نهاية سلسلة نقل الإلكترون ، فهذا مثال على عملية الابتنائية ، حيث تتحد الجزيئات الأصغر لتكوين جزيء أكبر.

معظم التفاعلات الكيميائية داخل الخلايا لا تحدث بشكل عفوي. بدلاً من ذلك ، يحتاجون إلى محفز لبدء حياتهم. في كثير من الحالات ، قد تكون الحرارة عاملاً مساعدًا ، لكن هذا غير فعال لأنه لا يمكن تطبيق الحرارة على الجزيئات بطريقة مضبوطة. وبالتالي ، تتطلب معظم التفاعلات الكيميائية تفاعلًا مع إنزيم. ترتبط الإنزيمات بمتفاعلات معينة حتى يحدث التفاعل الكيميائي ، ثم تحرر نفسها. الإنزيمات نفسها لا تتغير بالتفاعل الكيميائي.

لا ترتبط الإنزيمات بالجزيئات دون تمييز ؛ بدلاً من ذلك ، تم تصميم كل إنزيم ليرتبط فقط بجزيء معين ، يُعرف باسم الركيزة. على الركيزة ، هناك مجموعة مطوية من سلاسل البولي ببتيد ، والتي تشكل أخدودًا. سيكون للإنزيم الصحيح مجموعة مماثلة من سلاسل البولي ببتيد ، مما يسمح له بالارتباط بالركيزة. ستحتوي الإنزيمات الأخرى على سلاسل متعددة الببتيد غير متطابقة.

في عام 1894 ، أطلق العالم إميل فيشر على هذا النموذج نموذج القفل والمفتاح لأن الإنزيم والركيزة يتناسبان معًا مثل مفتاح في القفل. وفقًا لمقطع حول التمثيل الغذائي نشرته Titan Education ، فإن هذا ليس دقيقًا تمامًا لأن بعض الإنزيمات تتفكك بشكل غير متساو في نهاية العملية التحفيزية.

مثال على إنزيم يلائم القفل ونموذج المفتاح هو سوكريز. يحتوي السكراز على سلاسل بولي ببتيد تسمح له بالارتباط بالسكروز. بمجرد ارتباط السكروز والسكروز ، يتفاعلان مع الماء ويتحول السكروز إلى جلوكوز وفركتوز. ثم يتم تحرير الإنزيم ويمكن إعادة استخدامه لتحطيم جزيء آخر من السكروز.

يعمل ليباز البنكرياس كمحفز لتفكيك الدهون الثلاثية. على عكس السكروز ، لا تنقسم الدهون الثلاثية بالتساوي إلى جزيئين من مواد مختلفة. بدلاً من ذلك ، تنقسم الدهون الثلاثية إلى جزئين أحاديين وأحماض دهنية واحدة.