ما الدور الذي تلعبه الفيتامينات في نشاط الإنزيم؟

الفيتامينات من المركبات الأساسية التي يجب الحصول عليها من خلال النظام الغذائي لأن الجسم لا يستطيع تصنيعها. أحد أسباب الحاجة إلى الفيتامينات هو أنها تلعب دورًا غير مباشر في التحفيز ، حيث تسرع الإنزيمات التفاعلات الكيميائية. ومع ذلك ، لا يمكن لمعظم الفيتامينات أن تساعد الإنزيمات بمفردها. من أجل المشاركة في التفاعلات التحفيزية ، يجب أن تتحول معظم الفيتامينات إلى أنزيمات مساعدة وهي جزيئات صغيرة "مساعدة طيار" تقترن بالإنزيمات. هذه الإنزيمات المساعدة مفيدة للغاية لأنها تظل كما هي بعد التحفيز ، لذلك يتم إعادة تدويرها وإعادة استخدامها عدة مرات.

يجب تحويل معظم الفيتامينات إلى أنزيمات مساعدة قبل أن تتزاوج مع الإنزيمات. تضيف هذه التغييرات مجموعات وظيفية صغيرة مثل الفوسفات إلى بنية الفيتامينات ، أو أنها تتضمن تفاعلات الأكسدة والاختزال ، حيث تتم إضافة الإلكترونات أو إزالتها. على سبيل المثال ، يجب أن يلتقط فيتامين B2 ويرتبط بمجموعة الفوسفات ، PO3- ، لتكوين الإنزيم المساعد FMN. حمض الفوليك هو فيتامين يمر بتفاعل الأكسدة والاختزال ويقلل اثنين من روابطه عن طريق اكتساب الإلكترونات ويحصل على أربعة هيدروجين لتكوين الإنزيم المساعد THF.

تساعد الإنزيمات المساعدة الإنزيمات عن طريق نقل الإلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، أو إضافة مجموعات وظيفية إلى الركائز ، والتي يتم تحويلها إلى المنتج النهائي بواسطة الإنزيم. المجموعات الوظيفية التي تضيفها الإنزيمات المساعدة إلى الركيزة صغيرة نسبيًا: يضيف الإنزيم المساعد PLP مجموعة أمين ، -NH2 ، على سبيل المثال. تؤدي الإنزيمات المساعدة أيضًا تفاعلات الأكسدة والاختزال. إما أن يأخذوا الإلكترونات من الركيزة أو يعطونها إلكترونات. هذه التفاعلات قابلة للعكس وتعتمد على تركيزات كل من الأشكال المؤكسدة والمختصرة للأنزيم المساعد. كلما زاد عدد الإنزيمات المؤكسدة ، زاد الاختزال والعكس صحيح.

تقوم الإنزيمات المساعدة بتفاعلات كيميائية بسيطة إلى حد ما ، لكن هذه التفاعلات لها تأثير كبير على وظائف التمثيل الغذائي. يمنع فيتامين ك تجلط الدم عن طريق تسريع تخليق جاما-كاربوكسيجلوتامات ، وهو جزيء يرتبط بأيونات الكالسيوم العائمة. هناك تراكم أقل للكالسيوم في الشرايين ، وخطر أقل للإصابة بأمراض القلب. يتم تخزين الطاقة أيضًا في الإنزيمات المساعدة أثناء التنفس الخلوي ، حيث تحصل الخلايا خلالها على الطاقة من تكسير الطعام. يتم إطلاق هذه الطاقة لاحقًا عن طريق أكسدة الإنزيمات المساعدة المخزنة.

تتمثل إحدى الخصائص الأساسية للأنزيم المساعد في أنه لا يتغير بشكل دائم عن طريق التحفيز. يتم عكس أي تغييرات في بنية الإنزيم قبل إعادة تدويره. يتم تحويل الإنزيمات المساعدة التي تشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، مثل FAD و NAD + ، إلى شكلها السابق عن طريق فقدان الإلكترونات. لا يتم تغيير جميع الإنزيمات المساعدة بهذه السرعة ، خاصة الإنزيمات المساعدة التي تنقل المجموعات الوظيفية. على سبيل المثال ، يرتبط THF بمجموعة CH2 ويتم تحويله إلى DHF بعد انتهاء التفاعل. يتم تقليل DHF إلى THF وإعادة استخدام الإنزيم.