თქვენი სხეულის თითოეული ტრილიონი უჯრედი დამოკიდებულია ათასობით ქიმიურ რეაქციაზე. თქვენს ორგანიზმში მომხდარი ქიმიური რეაქციები შეიძლება ჩატარდეს სინჯარაში, მაგრამ ისინი უფრო ნელა მოხდება - ძალიან ნელა, რათა ხელი შეუწყოს ცოცხალი ორგანიზმის საქმიანობას.
ფერმენტები ცოცხალი ორგანიზმების ცილებია, რომლებიც ხელს უწყობენ ქიმიურ რეაქციებს. მათი ფუნქციონირების უნარსა და მუშაობის სიჩქარეზე გავლენას ახდენს რამდენიმე ფაქტორი. ზოგიერთი ეს ფაქტორია სხვა ქიმიკატები.
როგორ მუშაობენ ფერმენტები
ქიმიური რეაქციები მოიცავს ატომებს შორის ბმების გაწყვეტასა და ფორმირებას. საწყისი ქიმიკატების - რეაქტიული ნივთიერებების ბმების გაწყვეტა ენერგიას იღებს. ამას აქტივაციის ენერგია ეწოდება. ფერმენტები არის ცილები, რომლებიც იღებენ რეაქციებს და ახდენენ მათ ორიენტირებას ისე, რომ აქტივაციის ენერგია დაბალია. რეაქტიულებს ასევე უწოდებენ სუბსტრატები.
ფერმენტი მოქმედებს სუბსტრატების დასაკავშირებლად კონკრეტულ ადგილებში, რომელსაც ეწოდება აქტიური ადგილები. აქტიური ადგილები ფორმირებულია ისე, რომ მათ საშუალებას აძლევს დამაგრდნენ სპეციფიკურ სუბსტრატებს. შეკრული ფერმენტ-სუბსტრატის კომპლექსი რეაქტიულებს უადვილებს კავშირების გაწყვეტას და პროდუქტში ახლის წარმოქმნას.
შემდეგ პროდუქტი გამოიყოფა ფერმენტისგან.
ქიმიკატები, რომლებიც ქიმიურ რეაქციებს ეხმარება: კოფაქტორები
აქტიური საიტის ფორმაა ის, რაც ფერმენტებს მუშაობის საშუალებას აძლევს. თუ აქტიური ადგილი დამახინჯებულია, სუბსტრატი არ შეკავშირდება და რეაქციას არ დაეხმარება. ზოგიერთი ფერმენტი საჭიროებს სხვადასხვა სახის ქიმიკატებს, სახელწოდებით კოფაქტორებს, სათანადო ფორმის მისაღებად.
კოფაქტორები შეიძლება იყოს არაორგანული ატომების ან ორგანული მოლეკულების სახით. კოფაქტორების მაგალითებია იონიზირებული თუთიის ატომი - ის, რომელმაც დაკარგა რამდენიმე ელექტრონი - რაც აუცილებელია ფერმენტ ალკოჰოლ დეჰიდროგენაზაში, რომელიც გამოიყენება ალკოჰოლის მეტაბოლიზაციისთვის.
მოლეკულა ნიკოტინამიდი ადენინი დინუკლეოტიდი არის ჩვეულებრივი ორგანული მოლეკულური კოფაქტორი და მას ასევე უწოდებენ კოფერმენტული. ის ხშირად მონაწილეობს რეაქციებში, რომლებიც საჭიროებენ წყალბადის ატომების ან იონების გადაცემას. კოფერმენტები და არაორგანული კოფაქტორები შეიძლება საჭირო გახდეს ფერმენტის მუშაობისთვის და თუ ისინი არ არის საკმარისი, მაშინ რეაქციის საერთო სიჩქარე ნელი იქნება.
ქიმიკატები, რომლებიც ქიმიურ რეაქციებს ეხმარება: სუბსტრატები
თითოეულ ფერმენტს აქვს ერთი სპეციფიკური ფუნქცია. ფერმენტის, რომელიც ფრუქტოზას მოლეკულას ორ ნაწილად ყოფს, არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჟანგბადისგან სისხლის წითელი უჯრედები. რეაქციის მისაღწევად საჭიროა იყოს ფერმენტიც და სუბსტრატიც. რეაქციის სიჩქარე შეიძლება შეიზღუდოს ან ფერმენტის ან სუბსტრატის დეფიციტით.
სხვაგვარად რომ ვთქვათ, თუ უჯრედში ბევრი სუბსტრატია და არ არის ბევრი ფერმენტი, მეტი ფერმენტის დამატება გაზრდის რეაქციის სიჩქარეს. და პირიქით, თუ ბევრი ფერმენტია და არც ბევრი სუბსტრატი, სუბსტრატის დამატება გაზრდის რეაქციის სიჩქარეს. ამასთან, მეტი სუბსტრატის დამატება, როდესაც არის ბევრი სუბსტრატი და არც ისე ბევრი ფერმენტი (ან საწინააღმდეგო სიტუაციაში მეტი ფერმენტის დამატება) არ გაზრდის რეაქციის სიჩქარეს.
უფრო სწრაფი რეაგირების მაჩვენებლები
ფერმენტ-კატალიზირებული რეაქციის რეალური სიჩქარე არ იცვლება. ანუ სუბსტრატის შეკავშირებიდან პროდუქტის გამოყოფამდე დრო იგივეა თითოეული კონკრეტული ტიპის ფერმენტისთვის. როდესაც ადამიანი ლაპარაკობს ფერმენტის მოქმედების დაჩქარებაზე, ეს ნიშნავს ფერმენტების რაოდენობის გაზრდას, რომლებიც აქტიურად მონაწილეობენ ქიმიურ რეაქციებში, ისე რომ რეაქციების საერთო რაოდენობა გაიზარდოს.
მაგალითად, თუ საკმარისი არ არის თუთია ემთხვეოდეს უჯრედში არსებული ყველა სპეციფიკური ტიპის დნმ გადამამუშავებელ ფერმენტს, შემდეგ მეტი თუთიის დამატება გაზრდის რეაქციის სიჩქარეს, რაც უფრო მეტ ფერმენტების აქტიურობას გახდის.
იგივე რაც მეტი სუბსტრატის ან მეტი ფერმენტის დამატებაა: მოქმედება იჩქარებს იმით, რომ მეტ ფერმენტს აძლევს საშუალებას დააკალიზოს ქიმიური რეაქციები და არა რომელიმე კონკრეტული ფერმენტის დაჩქარებით.
