אילו סוגים של כימיקלים יאיצו את פעולת האנזים?

כל אחד מטריליוני התאים בגופך תלוי באלפי תגובות כימיות. התגובות הכימיות המתרחשות בתוך גופך יכולות להתרחש במבחנה, אך הן היו מתרחשות לאט לאט - לאט מכדי לתמוך בפעילות של אורגניזם חי.

אנזימים הם חלבונים בתוך אורגניזמים חיים המסייעים לתגובות כימיות לאורך. יכולת התפקוד שלהם והמהירות שבה הם עובדים מושפעים מכמה גורמים. חלק מגורמים אלה הם כימיקלים אחרים.

תגובות כימיות כרוכות בשבירה ויצירת קשרים בין אטומים. שבירת הקשרים של הכימיקלים הראשוניים - המגיבים - לוקחת אנרגיה. זה נקרא אנרגיית ההפעלה. אנזימים הם חלבונים שתופסים את המגיבים ומכוונים אותם באופן שאנרגיית ההפעלה נמוכה יותר. המגיבים נקראים גם מצעים.

אנזים פועל לקשירת מצעים במיקומים ספציפיים הנקראים אתרים פעילים. אתרים פעילים מעוצבים באופן המאפשר להם להיצמד למצעים ספציפיים. קומפלקס האנזים-מצע הקשור מקל על המגיבים לשבור את קשריהם וליצור חדשים במוצר.

ואז המוצר משתחרר מהאנזים.

צורת האתר הפעיל היא המאפשרת לאנזימים לעבוד. אם האתר הפעיל מעוות, המצע לא ייקשר והתגובה לא תעזור. אנזימים מסוימים דורשים סוגים של כימיקלים הנקראים קופקטורים בכדי לקבל את הצורה הנכונה.

גורמים קופקטוריים יכולים להיות בצורה של אטומים אנאורגניים או מולקולות אורגניות. דוגמאות לקופקטורים כוללים אטום אבץ מיונן - כזה שאיבד כמה אלקטרונים - הנחוץ באנזים אלכוהול דה-הידרוגנאז, המשמש לחילוף חומרים של אלכוהול.

המולקולה nicotinamide adenine dinucleotide הוא גורם מולקולרי אורגני נפוץ, והוא נקרא גם קואנזים. לעתים קרובות הוא משתתף בתגובות הדורשות העברת אטומי מימן או יונים. קואנזימים וקופקטורים אנאורגניים עשויים להיות נחוצים כדי שאנזים יעבוד, ואם אין מספיק מהם, קצב התגובה הכללי יהיה איטי.

לכל אנזים פונקציה ספציפית אחת. לא ניתן להשתמש באנזים המפצל מולקולת פרוקטוז לשני חלקים לשחרור חמצן ממנו תאי דם אדומים. כדי שקיימת תגובה, גם האנזים וגם המצע צריכים להיות נוכחים. קצב התגובה יכול להיות מוגבל על ידי מחסור באנזים או במצע.

במילים אחרות, אם יש הרבה מצע בתא ולא הרבה אנזים, הוספת אנזים יותר תעלה את קצב התגובה. לעומת זאת, אם יש הרבה אנזים ולא הרבה מצע, הוספת מצע תגדיל את קצב התגובה. עם זאת, הוספת עוד מצע כשיש הרבה מצע ולא הרבה אנזים (או הוספת אנזים במצב הפוך) לא תעלה את קצב התגובה.

המהירות בפועל של תגובה מזרזת אנזים אינה משתנה. כלומר, הזמן מכריכה של המצע לשחרור המוצר הוא זהה לכל סוג אנזים מסוים. כאשר מדברים על האצת פעולתו של אנזים, משמעות הדבר היא הגדלת מספר האנזימים המשתתפים באופן פעיל בתגובות כימיות כך שמספר התגובות הכולל עולה.

לדוגמא, אם אין מספיק אָבָץ כדי להתאים לכל סוג מסוים של אנזים לעיבוד DNA בתא, ואז הוספת עוד אבץ תגדיל את קצב התגובה בכך שתאפשר יותר אנזימים להיות פעילים.

אותו דבר עם הוספת עוד מצע או יותר אנזים: הפעולה מזורזת בכך שהיא מאפשרת ליותר אנזימים לזרז תגובות כימיות, ולא על ידי האצת אנזים מסוים.