מהן שתי דרכים שהאנזימים הופכים פחות יעילים?

אנזימים הם מכונות חלבון שצריכות ללבוש צורות תלת מימד כדי לתפקד כראוי. אנזימים הופכים ללא פעילים כאשר הם מאבדים את מבנה התלת מימד שלהם. אחת הדרכים שזה קורה היא מכיוון שהטמפרטורה מתחממת מדי והאנזים מצטבר, או נפרש. דרך נוספת בה אנזימים הופכים ללא פעילים היא כאשר פעילותם נחסמת על ידי מעכב כימי. ישנם סוגים שונים של מעכבים. מעכבים תחרותיים נקשרים וחוסמים את האתר הפעיל של האנזימים. מעכבים שאינם תחרותיים נקשרים לאתר שאינו האתר הפעיל, אך גורמים לכך שהאתר הפעיל אינו פונקציונלי.

האטומים באנזימים בדרך כלל רוטטים, אך לא כל כך המולקולה נפרשת. העלאת טמפרטורת האנזים מגדילה את כמות הרטט. יותר מדי מצחקק והאנזים מתחיל לאבד את צורתו הנכונה. לאנזימים יש טווח טמפרטורות אופטימלי בו הם פעילים ביותר. פעילות האנזים עולה ככל שהטמפרטורה מגיעה לטווח האופטימלי הזה, אך פוחתת בחדות לאחר מעבר לטווח זה. רוב האנזים מן החי מאבדים פעילות מעל 40 מעלות צלזיוס. ישנם חיידקים הנקראים אקסטרופילים שיכולים לשרוד במעיינות חמים. האנזימים שלהם יכולים לעמוד בטמפרטורות שמרתיחות מים.

לאנזימים יש אזור הנקרא האתר הפעיל, האחראי לביצוע התגובה הכימית שהיא המטרה העיקרית של האנזים. בדיוק כמו שאר האנזים, האתר הפעיל צריך להיות בעל צורת תלת מימד נכונה כדי לעבוד. האתר הפעיל הוא כמו פיו של האנזים. קבוצות הצד של חומצות אמינו מסוימות נדבקות לחלל האתר הפעיל, בדומה לשיניים בפה. קבוצות צדדיות אלו אחראיות לגרום לתגובה הכימית לקרות. בדיוק כמו שצריך ליישר שיניים על מנת ללעוס אוכל, קבוצות הצד אינן יכולות להשלים את התגובות אם האתר הפעיל אינו בצורתו התלת ממדית.

דרך נוספת שאנזימים הופכים פחות יעילים היא מכיוון שפעילותם חסומה על ידי מעכב כימי. מעכבים תחרותיים הם מולקולות הנקשרות לאתר הפעיל של האנזים. הפעיל הוא המקום בו המצע, המולקולה שהאנזים אמור לשנות, נקשר, ולכן המעכב התחרותי מתחרה במצע על האתר הפעיל. מעכבים תחרותיים רבים ידועים כמעכבים הפיכים, כי למרות שהם קושרים את האתר הפעיל הם יכולים ליפול. זה מפעיל שוב את האנזים.

סוג אחר של מעכבי אנזים נקרא מעכבים שאינם תחרותיים. כימיקלים מסוג זה אינם נקשרים לאתר הפעיל, אלא לאתר אחר באנזים. עם זאת, קשירת המעכב במקום השני גורמת לשינוי בצורת החלבון הסוגר או חוסם את האתר הפעיל. מעכבים שאינם תחרותיים נקראים גם מעכבי אלסטרואידים, מכיוון שאתרי אלסטרואידים הם אתרים רגולטוריים שאינם האתר הפעיל. ישנם אנזימים שהם אנזימים מרובים המתאחדים למה שמכונה קומפלקס אנזים. מעכב אלוסטרי יכול לכבות את כל האנזימים במתחם על ידי קשירה לאתר אלוסטרי אחד.