ما الدور الذي تلعبه الفيتامينات في نشاط الإنزيم؟

لا يزال الباحثون يسعون إلى فهم التفاصيل الهيكلية والوظيفية للإنزيمات بشكل كامل ، ومع ذلك فإن هذه الجزيئات العضوية المعقدة ضرورية لمعظم التفاعلات البيولوجية. تحفز الإنزيمات أو تسرع التفاعلات الكيميائية. تعتمد العمليات البيولوجية التي تحافظ على الكائن الحي على العديد من التفاعلات الكيميائية ، وتضمن الإنزيمات حدوث هذه التفاعلات بسرعة كافية للحفاظ على الحياة. تعتمد العديد من الإنزيمات بدورها على المواد المشتقة من الفيتامينات المعروفة باسم الإنزيمات المساعدة.

هناك حاجة إلى كمية معينة من الطاقة ، تُعرف باسم طاقة التنشيط ، لبدء أي تفاعل كيميائي. الغرض الأساسي من الإنزيمات هو تسهيل التفاعلات عن طريق خفض طاقة التنشيط هذه. تحقق الإنزيمات ذلك من خلال الارتباط بجزيئات المتفاعلة والسماح لها بالتفاعل بطريقة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. ترتبط جزيئات التفاعل بالإنزيمات في موقع منظم بشكل معقد يُعرف بالموقع النشط ، ويسمى الجزيء المتضمن في عملية الارتباط هذه الركيزة. تعمل الإنزيمات المساعدة ، وبعضها فيتامينات وبعضها يتم تصنيعه مباشرة من الفيتامينات ، على تنشيط الإنزيمات عن طريق مساعدة الإنزيم على الارتباط بركائزه.

تعمل الإنزيمات المساعدة على تنشيط الإنزيمات بشكل أساسي من خلال المساعدة في نقل جزيئات أو مركبات معينة تشارك في التفاعل الكيميائي. على سبيل المثال ، تسهل بعض الإنزيمات المساعدة التفاعلات الأنزيمية عن طريق حمل الإلكترونات وأيونات الهيدروجين من ذرة إلى أخرى ، بينما يشارك البعض الآخر في نقل الذرات بأكملها أو الجزيئات الأكبر. شرح بطريقة أخرى ، قد لا يكون الإنزيم مناسبًا تمامًا للركيزة المقصودة ما لم يتم تعديل الموقع النشط بإضافة أنزيم.

يشير مصطلح "فيتامين" إلى 13 مركبًا عضويًا ضروريًا لصحة الإنسان. في معظم الحالات ، يجب توفير الفيتامينات من خلال النظام الغذائي لأن الجسم لا يستطيع تصنيعها. تنقسم الفيتامينات إلى فئتين عامتين: قابلة للذوبان في الماء وقابلة للذوبان في الدهون. توجد الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء بشكل أساسي في الأطعمة المائية أو النشوية مثل الحبوب والخضروات ، بينما توجد الفيتامينات التي تذوب في الدهون بشكل أساسي في الأطعمة الدهنية مثل الزبدة والمأكولات البحرية واللحوم العضوية. تعمل الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء فقط كأنزيمات مساعدة.

يمكن أن يؤدي نقص الفيتامينات إلى اضطرابات صحية خطيرة لأن العمليات البيولوجية المهمة تتكسر عندما يمنع نقص الإنزيمات المساعدة الإنزيمات من تحفيز التفاعلات الكيميائية الأساسية. نوعان من فيتامينات الإنزيم المشهور هما الثيامين والنياسين. تعمل مركبات الثيامين كأنزيمات مساعدة لمجموعة متنوعة من التفاعلات التي تنطوي على إنتاج الطاقة الخلوية وتخليق البروتين ووظيفة الدماغ. يسبب نقص الثيامين اضطرابًا يُعرف باسم البري بري ، مع أعراض مثل التهيج والضعف وحتى قصور القلب. النياسين ضروري للعديد من التفاعلات المتعلقة بإنتاج الطاقة وتخليق الأحماض الدهنية. يسبب النقص البلاجرا ، مما يؤدي إلى الخرف ومشاكل الجلد وفقدان الوزن والموت في نهاية المطاف.