ما الطريقتان اللتان تصبح فيهما الإنزيمات أقل فعالية؟

الإنزيم هو بروتين شديد التعقيد يعمل كمحفز للتفاعلات. المحفز هو مادة تزيد من معدل التفاعل الكيميائي دون أن يستهلكها التفاعل نفسه. الإنزيمات ضرورية للحياة وهي موجودة في كل مكان في الطبيعة. نظرًا لأن الإنزيمات لها بنية ثلاثية الأبعاد محددة جدًا ، فإن التغيرات في الظروف مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة يمكن أن تؤثر على فعاليتها.

تشكل البنية ثلاثية الأبعاد للإنزيم الموقع النشط ، أو نهاية عمل الإنزيم ، حيث يحدث تحفيز التفاعل. يمكن أن تتأثر التغييرات في هذا الموقع النشط بعوامل مثل درجة الحموضة أو درجة الحرارة ، وبالتالي ستقل فعالية الإنزيم في حالة عدم توفر الظروف المثلى. عندما يفقد الإنزيم شكله ، فإنه يسمى تمسخ.

تتكون الأحماض الأمينية التي تتكون منها البروتينات ، وبالتالي الإنزيمات ، من ذرة كربون مركزية ، وذرة هيدروجين ، ومجموعة أمينية ، ومجموعة حمض كربوكسيلي ، ومجموعة "R". تسمى المجموعة R أيضًا بسلسلة جانبية. السلسلة الجانبية أو المجموعة R عبارة عن ترتيب محدد للذرات يجعل هذا الحمض الأميني فريدًا ، وقد يتصرف كحمض ضعيف أو قاعدة في المحلول وله حالة تأين معينة. تؤثر حالة التأين هذه على بنية الإنزيم.

تحتوي جميع الإنزيمات على درجة حموضة مثالية تعمل عندها بشكل أفضل. يسمح الرقم الهيدروجيني للإنزيم بافتراض شكل معين يلائم شكل الموقع النشط للإنزيم. عندما يكون الموقع النشط هو الشكل الصحيح ، فإنه يكون قادرًا على الارتباط الفعال بالركيزة ، أو بدء مادة التفاعل ، وتحفيز التفاعل. الموقع النشط هو نتيجة للتشكيل المحدد لسلاسل الأحماض الأمينية الجانبية للإنزيم ، والتي تكون ضعيفة الارتباطات مع بعضها البعض بسبب حالة التأين الخاصة بهم وتشكيل البنية ثلاثية الأبعاد المحددة الناتجة لـ الانزيم. بدون الرقم الهيدروجيني الصحيح ، لن يتشكل هذا الهيكل ثلاثي الأبعاد بشكل صحيح. المحاليل الكيميائية الحيوية في الأنظمة الحية قادرة على الحفاظ على الإنزيم ضمن نطاق الأس الهيدروجيني الأمثل.

تؤثر درجة الحرارة أيضًا على البنية ثلاثية الأبعاد للأنزيمات. كل إنزيم له نطاق درجة حرارة مثالي يعمل ضمنه بشكل أفضل. ستؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًا إلى تشويه بنية الإنزيم ، مما يؤدي إلى تغيير شكل موقعه النشط بحيث لا يمكنه تحفيز التفاعل بشكل فعال. لن توفر درجة الحرارة المنخفضة جدًا طاقة كافية للنظام حتى يتقدم التفاعل بأقصى معدل له.