ما هي طريقتان لمنع نشاط الانزيم؟

الإنزيمات عبارة عن بروتينات تؤدي وظائفها فقط عندما تكون أشكالها ثلاثية الأبعاد سليمة. لذلك ، فإن فهم بنية الإنزيمات سيساعد في توضيح الطرق التي يمكن من خلالها تثبيط نشاط الإنزيم. يمكن للتغيرات الشديدة في درجات الحرارة ، مثل الذوبان أو التجميد ، أن تغير شكل ونشاط الإنزيمات. يمكن أن تؤدي التغييرات في درجة الحموضة ، أو مستوى الحموضة ، في محيط الإنزيم أيضًا إلى تغيير نشاط الإنزيم.

الإنزيمات عبارة عن بروتينات ، مما يعني أن لها بنية محددة ثلاثية الأبعاد تحدد نشاطها التحفيزي. الهيكل الأساسي للبروتين هو تسلسل الأحماض الأمينية. التركيب الثانوي للبروتينات هو الرابطة الهيدروجينية التي تحدث على طول العمود الفقري لتسلسل الأحماض الأمينية. يتم الاحتفاظ بالبنية الثلاثية للبروتين ، حيث يأتي نشاط الإنزيم ، في مكانها من خلال التفاعلات داخل الجزيئية (داخل الجزيء) للسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية. تتأثر التفاعلات التي تحافظ على البنية الثلاثية للإنزيم بدرجة الحرارة ودرجة الحموضة.

تتكون الإنزيمات من سلاسل من الأحماض الأمينية ، والتي تتكون من الذرات. تهتز الذرات والجزيئات بشكل طبيعي ، ولكن يؤدي الكثير من الاهتزازات إلى ظهور الإنزيمات. أحد أنواع التغيرات في درجة الحرارة الذي يثبط نشاط الإنزيم هو التسخين. يؤدي رفع درجة الحرارة إلى اهتزاز الجزيئات بشكل أسرع. ولكن عندما ترتفع درجة الحرارة أكثر من اللازم ، يتكشف الإنزيم. هذا الانكشاف ، المسمى تمسخ الطبيعة ، يجعل الإنزيم يفقد شكله ثلاثي الأبعاد وبالتالي نشاطه. معظم الإنزيمات الحيوانية لا تعمل عند درجة حرارة أعلى من 40 درجة مئوية.

النوع الثاني من تغير درجة الحرارة الذي يؤثر على نشاط الإنزيم هو التبريد أو التجميد. مثلما تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى جعل الجزيئات تهتز بشكل أسرع ، فإن خفض درجة الحرارة يؤدي إلى إبطاء الاهتزازات. عندما تتباطأ ذرات الإنزيمات كثيرًا ، أو إذا تجمدت ، لا يمكن للإنزيم أداء وظيفته. الإنزيمات ليست آلات جامدة ، على الرغم من أن لها بنية فيزيائية. عادة ما تهتز الذرات في الإنزيمات ، مثل البروتينات الأخرى. إنهم بحاجة إلى هذه المرونة لأداء وظيفتهم ، والتجميد يمنعهم من الحركة على الإطلاق.

بصرف النظر عن التغيرات في درجة الحرارة ، فإن التغيير في الحموضة ، أو درجة الحموضة ، في بيئة الإنزيم سيثبط نشاط الإنزيم. أحد أنواع التفاعلات التي تربط البنية الثالثة للإنزيم معًا هي التفاعلات الأيونية بين السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية. يتم تحييد مجموعة أمين موجبة الشحنة عندما تتفاعل مع مجموعة حمضية سالبة الشحنة. يمكن للتغيير في الرقم الهيدروجيني ، وهو تغيير في كمية البروتونات ، تغيير شحنات هاتين المجموعتين ، مما يجعلها غير منجذبة لبعضها البعض. وتجدر الإشارة إلى أن كل إنزيم يعمل ضمن نطاق معين من الأس الهيدروجيني ، فالبعض يحب البيئات شديدة الحموضة ، والبعض الآخر شديد القلوية ، أو البيئات الأساسية.