რომელია ფერმენტების აქტივობის დათრგუნვის ორი გზა?

ფერმენტები არის ცილები, რომლებიც ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათი სამგანზომილებიანი ფორმები ხელუხლებელია. ამიტომ, ფერმენტების სტრუქტურის გაგება ხელს შეუწყობს ფერმენტების აქტივობის დათრგუნვის გზების გარკვევას. მკვეთრი ტემპერატურის ცვლილებებმა, როგორიცაა დნობა ან გაყინვა, შეიძლება შეცვალონ ფერმენტების ფორმა და აქტივობა. ფერმენტის გარემოში pH- ის ან მჟავიანობის დონის ცვლილებებმა ასევე შეიძლება შეცვალოს ფერმენტის აქტივობა.

ფერმენტები ცილებია, ანუ მათ აქვთ სპეციფიკური სამგანზომილებიანი სტრუქტურა, რომელიც განსაზღვრავს მათ კატალიზურ აქტივობას. ცილის ძირითადი სტრუქტურა მისი ამინომჟავების თანმიმდევრობაა. ცილების საშუალო სტრუქტურა არის წყალბადის კავშირი, რომელიც ხდება ამინომჟავების თანმიმდევრობის ხერხემალზე. ცილის მესამეული სტრუქტურა, საიდანაც წარმოიქმნება ფერმენტის აქტივობა, ინახება ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვების შიდამოლეკულური (მოლეკულის ფარგლებში) ურთიერთქმედებით. ურთიერთქმედება, რომელიც ინარჩუნებს ფერმენტის მესამეულ სტრუქტურას, გავლენას ახდენს ტემპერატურა და pH.

ფერმენტები მზადდება ამინომჟავების ჯაჭვებისგან, რომლებიც დამზადებულია ატომებისგან. ატომები და მოლეკულები ბუნებრივად ირხევა, მაგრამ ძალიან ბევრი ვიბრაცია იწვევს ფერმენტების განვითარებას. ტემპერატურის ცვლილების ერთ-ერთი ტიპი, რომელიც აფერხებს ფერმენტების აქტივობას, არის გათბობა. ტემპერატურის მომატება იწვევს მოლეკულების უფრო სწრაფად ვიბრაციას. მაგრამ როდესაც ტემპერატურა ძალიან იზრდება, ფერმენტი ვითარდება. ეს ვითარება, რომელსაც დენატურაცია ეწოდება, ფერმენტს სამგანზომილებიანი ფორმის დაკარგვას და, შესაბამისად, აქტიურობას უქმნის. ცხოველური ფერმენტების უმეტესობა არ არის ფუნქციონირება 40 გრადუს ცელსიუსით ზემოთ.

ტემპერატურის ცვლილების მეორე ტიპი, რომელიც გავლენას ახდენს ფერმენტების აქტივობაზე, არის გაცივება ან გაყინვა. ისევე, როგორც ტემპერატურის მომატება იწვევს მოლეკულების სწრაფ ვიბრაციას, ტემპერატურის დაწევა ანელებს ვიბრაციებს. როდესაც ფერმენტებში ატომები ძალიან ნელდება, ან თუ ისინი იყინებიან, ფერმენტი ვერ ასრულებს თავის ფუნქციას. ფერმენტები არ არის ხისტი მანქანები, მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ ფიზიკური სტრუქტურა. ფერმენტების ატომები, ისევე როგორც სხვა ცილები, ჩვეულებრივ ვიბრირებენ. მათ ეს მოქნილობა სჭირდებათ თავიანთი ფუნქციის შესასრულებლად და გაყინვა საერთოდ აჩერებს მათ მოძრაობას.

ტემპერატურის ცვლილებების გარდა, ფერმენტის გარემოში მჟავიანობის ან pH– ის შეცვლა ხელს უშლის ფერმენტის აქტივობას. ურთიერთქმედების ერთ-ერთი სახეობა, რომელიც ერთად იკავებს ფერმენტის მესამეულ სტრუქტურას, არის იონური ურთიერთქმედება ამინომჟავების გვერდით ჯაჭვებს შორის. დადებითად დამუხტული ამინის ჯგუფი ანეიტრალდება, როდესაც ის ურთიერთქმედებს უარყოფითად დამუხტულ მჟავას ჯგუფთან. PH– ის ცვლილებას, რაც პროტონის ოდენობის ცვლილებას წარმოადგენს, შეუძლია შეცვალოს ამ ორი ჯგუფის მუხტი, რაც მათ ერთმანეთის მიმართ არ იზიდავს. უნდა აღინიშნოს, რომ თითოეული ფერმენტი ფუნქციონირებს სპეციფიკური pH დიაპაზონის ფარგლებში, ზოგს ძალიან მოსწონს მჟავე გარემო, ზოგს ძალიან ტუტე ან ძირითადი გარემო.