البيولوجيا وعلوم الحياة

نبذة تعريفية عن “الأنزيمات” وآلية عملها

2000 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء الثالث

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الأنزيمات آلية عمل الأنزيمات البيولوجيا وعلوم الحياة

حياتنا مجموعة من الأنشطة. فنحن نأكل ونهضم وننمو ونتنفس ونحس ونفكر ونجري ونلعب.

وجميع هذه الأنشطة، وغيرها، تقوم في الواقع على مجموعة كبيرة من التفاعلات الكيميائية التي نسميها "الأيض".

وفي أثناء يقظتنا ونومنا تجري هذه التفاعلات في سرعة وكفاءة ويسـر. والمسئول الأول عن هذه الآلاف من التفاعلات والتحولات مواد ساحرة تعرف بالإنزيمات.

 

والإنزيمات كلها بروتينات تصنعها خلايا الكائنات الحية جميعها، من نبات وحيوان. وفي بعض الأحيان تتجمع الخلايا المفرزة للإنزيم في عضو، يسمى غدة، ومنه يخرج الإنزيم في قناة إلى المكان الذي يعمل فيه. والمثل على هذا الغدد اللعابية، التي تفرز اللعاب في الفم، وهو يحوي إنزيما يهضم النشا.

ولنأخذ مثالا بسيطا. جزئ الجلوكوز، أو "سكر العنب"، وهو أبسط وأهم الجزيئات اللازمة لإنتاج الطاقة في أجسامنا.

ولكننا كثيرا ما نأخذ "سكر القصب"، واسمه الكيميائي "السكروز"، في الحلوى ومع الشاي أو القهوة. وإذا تحلل السكروز كان من نتائج تحلله سكر الجلوكوز البسيط.

 

وهناك إنزيم معين يساعد على هذا التحلل بالذات، واسمه مشتق من "السككروز" ولكنه ينتهي بالحرفين "يز"، فاسمه "سكريز".

ويجذب إنزيم "السكريز" سكر "السكروز" إليه، ثم يحلله إلى "جلوكوز" و"فركتوز"، أو سكر الفاكهة، ويطلقهما بعيدا عنه، ويعود إنزيم "السكريز" كما كان مستعدا لتكرار هذه العملية آلاف المرات. ونستطيع أن نمثل هذه بالمعادلة الآتية:

ويمكن كتابة المعادلة بصورة أخرى:

 

والكميات المطلوبة من الأنزيمات ضئيلة جدا، لأنها لا تستهلك في التفاعل كما رأينا. وكذلك يتضح لنا أن جزيء الإنزيم يستطيع أن يكرر وساطته آلاف المرات في الثانية الواحدة. أي أن وجود الإنزيم يعني: إنتاجا أكثر، وزمنا أقصـر جدا.

وبعض التفاعلات التي تتمها الإنزيمات في دقيقة واحدة، يمكن أن تحدث دونها، ولكن ذلك يتطلب آلافا كثيرة من السنين!.

ولأن جزئيات الإنزيمات ترتبط ارتباطا مؤقتا بالجزيئات التي تتوسط في تفاعلاتها، ثم تنفصل عنها سريعا، يجب أن تكون مناسبة لها تماما. ولذلك كان لكل إنزيم تفاعل واحد معين، أو تفاعلات قليلة متشابهة، ومادة واحدة أو مواد قليلة يختص بها.

 

وهناك تفاعلات في الجسم تجري في خطوات مرتبة متتابعة. وعندئذ يكون لكل خطوة من هذه الخطوات إنزيم خاص بها. وكلما انتهى إنزيم من عمله، تسلم الإنزيم الذي بعده المادة الناتجة وأتم معها الخطوة التالية، وهكذا.

ولكن يساعد على هذا التنسيق البديع بين العمليات الكيميائية في أجسامنا مواد أخرى، تتكون في غدد خاصة، واسمها الهرمونات.

والإنزيم ينجز عمله على أفضل وجه في ظروف معينة. فالإنزيمات تتأثر بدرجة الحرارة. فمعظم الإنزيمات التي في أجسامنا تكون في أحسن حالاتها حول درجة 37° مئوية، وهي درجة الحرارة المعتادة لأجسامنا.

 

أما الكائنات الدقيقة التي تعيش في عيون الماء الحارة، مثلا، فتعمل إنزيماتها على أفضل وجه في درجات الحرارة المرتفعة. ومن هذا أيضا أن الإنزيمات الهاضمة التي تعمل في المعدة تحتاج إلى وسط حامضـي، أما تلك التي تعمل في الأمعاء فتحتاج إلى وسط قلوي.

ومن الطبيعي أيضا ألا يعمل الإنزيم إلا إذا توفرت المواد التي تخصص في تفاعلاتها، وإذا استخلصنا الإنزيمات من الكائنات الحية، ووفرنا لها الظروف المناسبة لها، قامت بأعمالها المفيدة في المعامل والمصانع بعيدا عن الكائنات التي أنتجتها.

ومن الطبيعي أن توجد ألوف من الإنزيمات كي تجري ألوف التفاعلات الكيميائية الحيوية في أجسام الكائنات الحية.

 

ومنها إنزيمات هاضمة تحلل الجزئيات الكبيرة إلى جزئيات أبسط وأصغر، ومنها أنزيمات تجمع الجزئيات الأصغر في جزئيات أكبر للادخار والبناء. وهناك إنزيمات لعمليات التنفس وإطلاق الطاقة.

وهناك إنزيمات تعمل على تضاعف الكروموسومات عند انقسام الخلايا. ومن الإنزيمات ما يحلل السموم التي في أجسامنا ليبطل فعلها.

وهناك إنزيمات تذيب أغلفة البكتيريا التي تغزو أجسامنا فتقتلها. بل هناك إنزيمات تساعد الحيوان المنوي على اختراق البويضة لإخصابها. فالإنزيمات معنا، ومع سائر الأحياء، في كل وقت وكل حال.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق