תוֹכֶן
- איך אנזימים עובדים
- כימיקלים המסייעים לתגובות כימיות: קופקטורים
- כימיקלים המסייעים לתגובות כימיות: מצעים
- שיעורי תגובה מהירים יותר
כל טריליון תאים בגוף שלך תלוי באלפי תגובות כימיות. התגובות הכימיות המתרחשות בגופך יכולות להתרחש במבחנה, אך הן יקרות הרבה יותר לאט - לאט מדי כדי לתמוך בפעילות של אורגניזם חי.
אנזימים הם חלבונים בתוך אורגניזמים חיים המסייעים לתגובות כימיות לאורך זמן. יכולתם לתפקד והמהירות בה הם עובדים מושפעת מכמה גורמים. חלק מאותם גורמים הם כימיקלים אחרים.
איך אנזימים עובדים
תגובות כימיות כוללות שבירה ויצירת קשרים בין אטומים. פריצת קשרי הכימיקלים הראשוניים - המגיבים - גוזלת אנרגיה. זה קרא לאנרגיית ההפעלה. אנזימים הם חלבונים התופסים אל המגיבים ומכוונים אותם באופן שאנרגיית ההפעלה נמוכה יותר. המגיבים נקראים גם מצעים.
אנזים פועל לקשירת מצעים במקומות ספציפיים הנקראים אתרים פעילים. אתרים פעילים מעוצבים בצורה המאפשרת להם להידבק למצעים ספציפיים. תרכובת האנזים-מצע הקשור מקלה על המגיבים לשבור את הקשר שלהם וליצור חדשים במוצר.
ואז המוצר משתחרר מהאנזים.
כימיקלים המסייעים לתגובות כימיות: קופקטורים
צורת האתר הפעיל היא המאפשרת לאנזימים לעבוד. אם האתר הפעיל מעוות, המצע לא יתחבר והתגובה לא תעזור יחד. אנזימים מסוימים דורשים סוגים של כימיקלים הנקראים קופקטורים כדי לקבל את הצורה הנכונה.
קופקטורים יכולים להיות בצורה של אטומים אורגניים או מולקולות אורגניות. דוגמאות לקופקטורים כוללות אטום אבץ מיונן - כזה שאיבד כמה אלקטרונים - וזה הכרחי באנזים אלכוהול דה-הידרוגנז, המשמש לחילוף חומרים של אלכוהול.
המולקולה nicotinamide adenine dinucleotide היא קופקטור מולקולרי אורגני נפוץ, והיא נקראת גם קואנזים. לעיתים קרובות הוא משתתף בתגובות הדורשות העברת אטומי מימן או יונים. קואנזימים וקופקטורים אנאורגניים עשויים להיות נחוצים בכדי שאנזים יעבוד, ואם אין מספיק מהם, אז קצב התגובה הכללי יהיה איטי.
כימיקלים המסייעים לתגובות כימיות: מצעים
לכל אנזים פונקציה ספציפית אחת. לא ניתן להשתמש באנזים המפצל מולקולת פרוקטוז לשני חלקים בכדי לשחרר חמצן מכדוריות הדם האדומות. כדי שתגובה תתרחש, האנזים וגם המצע צריכים להיות נוכחים. ניתן להגביל את קצב התגובה על ידי מחסור באנזים או במצע.
במילים אחרות, אם יש הרבה מצע בתא ולא הרבה אנזים, הוספת אנזים יותר תגדיל את קצב התגובה. לעומת זאת, אם יש הרבה אנזים ולא הרבה מצע, הוספת מצע תגדיל את קצב התגובה. עם זאת, הוספת מצע רב יותר כאשר יש הרבה מצע ולא הרבה אנזים (או הוספת אנזים נוסף במצב ההפוך) לא תגדיל את קצב התגובה.
שיעורי תגובה מהירים יותר
המהירות בפועל של תגובה מנותלת אנזים אינה משתנה. כלומר, הזמן מהכבילה של המצע לשחרור המוצר זהה לכל סוג אנזים מסוים. כשמדברים על זירוז פעולת האנזים, המשמעות היא להגדיל את מספר האנזימים המשתתפים באופן פעיל בתגובות כימיות כך שמספר התגובות הכולל יעלה.
לדוגמה, אם אין מספיק אבץ כדי להתאים לכל סוג מסוים של אנזים מעבד DNA בתא, אז הוספת אבץ נוספת תגדיל את קצב התגובה בכך שתאפשר לאנזימים נוספים להיות פעילים.
אותו דבר עם הוספת יותר מצע או יותר אנזים: הפעולה מואצת בכך שהיא מאפשרת ליותר אנזימים לזרז תגובות כימיות, ולא על ידי האצת אנזים מסוים.