• تیم نیومن
• ترجمه هامیک رادیان
آنزیم‌ها به افزایش سرعت انجام واکنش‌های شیمیایی در بدن انسان کمک می‌کنند. آنزیم‌ها به مولکول‌ها متصل می‌شوند و به روش‌های خاصی آنها را تغییر می‌دهند. آنزیم‌ها برای سیستم تنفسی، هضم غذا، عضلات و کنش عصبی، در کنار هزاران نقش دیگر، حیاتی هستند. در این مقاله گفته خواهد شد که آنزیم چیست، چگونه کار می‌کند، و مثال‌هایی از آنزیم‌های فراوان در بدن ارائه می‌شود.
مطالب این مقاله:
• مبانی
• آنزیم‌ها چکار می‌کنند؟
• آنزیم‌ها چطور عمل می‌کنند؟
• شرایط کامل
• کوفاکتورها (هم‌عامل)
• مهار
• مثال‌ها
مبانی
آنزیم‌ها از پروتئین‌هایی ساخته می‌شوند که در اشکال پیچیده‌ای نمود پیدا می‌کنند. آنها در سراسر بدن انسان وجود دارند.
واکنش‌های شیمیایی که ما را زنده نگه می‌دارند - سوخت و ساز یا متابولیسم ما - به کارکرد آنزیم‌هایی متکی است که در بدن وجود دارند.
آنزیم‌ها باعث سرعت گرفتن (کاتالیز) واکنش‌های شیمیایی می‌شوند. در برخی از مواقع آنزیم‌ها می‌توانند باعث شوند که یک واکنش شیمیایی میلیون‌ها بار سریع‌تر از زمان عدم حضور آنها صورت گیرد.
یک مادۀ پایه به نقطۀ فعال آنزیم متصل می‌شود و به فرآورده تبدیل می‌گردد. وقتی این فرآورده نقطۀ فعال را ترک می‌کند، آنزیم برای اتصال به مادۀ پایۀ بعدی و تکرار فرآیند آماده است.
آنزیم‌ها چه کار می‌کنند؟
سیستم گوارش - آنزیم‌ها در خرد کردن مولکول‌های پیچیدۀ بزرگ‌تر به مولکول‌های کوچک‌تر مثل گلوکز در بدن کمک می‌کنند، به طوری که بدن بتواند از این مولکول‌ها به عنوان سوخت یا انرژی استفاده کند.
تکثیر DNA - هر سلولی در بدن ما حاوی DNA است. هر بار که یک سلول تقسیم می‌شود، DNA نیاز به کپی شدن یا رونویسی دارد. آنزیم‌ها از طریق باز کردن "سیم‌پیچی" DNA و کپی یا رونویسی کردن اطلاعات به این فرآیند کمک می‌کنند.
آنزیم‌های کبدی - کبد مواد سمی را در بدن خرد و تجزیه می‌کند. برای انجام این مهم کبد طیفی از آنزیم‌ها را مورد استفاده قرار می‌دهد.
آنزیم‌ها چطور عمل می‌کنند
مدل "قفل و کلید" برای نخستین بار در سال 1894 میلادی مطرح شد. در این مدل، یک محل فعال آنزیم دارای یک شکل خاص است، و فقط مادۀ پایه یا سوبسترا متناسب با آن است، مثل کلیدی که به قفل خاص خود می‌خورد.
این مدل اکنون به روز شده است و مدل القاء متناسب نامیده می‌شود.
در این مدل نقطۀ فعال در هنگام فعل و انفعال با مادۀ پایه یا سوبسترا تغییر شکل می‌دهد. هنگامی که سوبسترا کاملاً قفل شده و در وضعیت دقیق قرار می‌گیرد، عمل کاتالیز آغاز می‌شود.
در این زمینه بیشتر بخوانیم:
آنزیم‌های گوارشی -
شیوه عمل، انواع، عوارض جانبی و منابع طبیعی
شرایط کامل
آنزیم‌ها فقط در برخی شرایط قادر به کار کردن هستند. اغلب آنزیم‌های بدن انسان بهترین کارآیی را در حرارت 37 درجه سانتی‌گراد - دمای بدن - از خود نشان می‌دهند. در دماهای پایین‌تر آنزیم‌ها همچنان به کار خود ادامه می‌دهند اما سرعت عملکرد آنها بسیار کاهش پیدا می‌کند.
مشابهاً آنزیم‌ها فقط در برخی طیف‌های pH (اسیدی / قلیایی) می‌توانند کارکرد خود را حفظ کنند. ترجیحات آنها در این مورد مربوط به محلی است که در بدن یافت می‌شوند. برای مثال، آنزیم‌های موجود در روده بهترین کارآیی خود را در pH 7.5 دارند، حال آنکه آنزیم‌های معده بهترین عملکرد خود را در pH 2 نشان می‌دهند زیرا محیط معده بسیار اسیدی‌تر از روده است.
اگر دمای محیط بسیار بالا باشد یا اگر محیط بیش از حد اسیدی یا قلیایی باشد، آنزیم تغییر شکل می‌دهد؛ این باعث دگرگونی شکل نقطۀ فعال می‌شود به طوری که مادۀ پایه دیگر نمی‌تواند به آن متصل گردد - آنزیم اکنون تغییر ماهیت داده است.
کوفاکتورها
برخی از آنزیم‌ها قادر به ارائۀ عمکلرد نیستند مگر اینکه یک مولکول غیر پروتئینی خاص به آنها متصل شده باشد. این مولکول‌ها هم‌عامل نامیده می‌شوند. برای مثال، کربنیک انهیدراز، آنزیمی که به حفظ اسیدیتۀ بدن کمک می‌کند قادر به عمل کردن به وظیفۀ خود نیست مگر اینکه به یک یون زینک (روی) متصل شود.
مهار
برای اطمینان از اینکه سیستم‌های بدن کار خود را به درستی انجام می‌دهند، گاهی وقت‌ها نیاز است که آنزیم‌ها کند شوند. برای مثال اگر آنزیمی مقدار زیادی از یک فرآورده را تولید کند، نیاز به راهی برای کند کردن یا توقف این روند وجود دارد.
فعالیت آنزیم‌ها به روش‌های مختلفی مهار می‌شود:
بازدارندگی رقابتی - یک مولکول نقطۀ فعال را بلوک می‌کند به طوری که مادۀ عامل برای اتصال به آنزیم ناچار است تا با عامل بازدارنده به رقابت بپردازد.
بازدارندگی غیر رقابتی - یک مولکول در جایی غیر از نقطۀ فعال به آنزیم متصل می‌شود و میزان اثربخشی عمل آن را کاهش می‌دهد.
بازدارندگی ضد رقابتی - عامل بازدارنده پس از اینکه آنزیم و مادۀ پایه به هم متصل می‌شوند به آنزیم میچسبد. محصول در این حالت برای ترک محل فعال راه دشوارتری در پیش دارد و در نتیجع واکنش کند می‌شود.
بازدارندگی برگشت ناپذیر - یک عامل بازدارندۀ غیر قابل معکوس شدن به آنزیم متصل می‌شود و به طور مداوم آن را غیر فعال می‌کند.
مثال‌هایی از آنزیم‌های خاص
هزاران نوع آنزیم در بدن انسان وجود دارد، و در اینجا فقط چند نمونه از آنها به عنوان مثال ذکر خواهد شد:
• لیپازها - گروهی از آنزیم‌ها هستند که به هضم چربی‌ها در روده کمک می‌کنند.
• آمیلاز - آنزیمی است که نشاسته را به قند تبدیل می‌کند. آمیلاز در بزاق وجود دارد.
• مالتاز - این آنزیم نیز در بزاق یافت می‌شود و قند مالتوز را شکسته به گلوکز تبدیل می‌کند. مالتوز در غذاهایی مثل سیب زمینی، پاستا و آبجو وجود دارد.
• تریپسین - این آنزیم در رودۀ کوچک یافت می‌شود و پروتئین‌ها را شکسته به آمینو اسیدها تبدیل می‌کند.
• لاکتاز - این آنزیم در رودۀ کوچک یافت می‌شود، و لاکتوز یا قند شیر را خرد کرده به گلوکز و گالاکتوز تبدیل می‌کند.
• استیل‌کولین‌استراز - این آنزیم انتقال دهندۀ عصبی استیل‌کولین در عصب‌ها و عضلات را خرد و ریز (تجزیه) می‌کند.
• هلیکاز - رشته‌های DNA را از هم باز می‌کند
• پلیمراز DNA - این آنزیم DNA برگرفته از دئوکسی‌ریبونوکلئوتیدها را سنتز می‌کند.
مخلص کلام
آنزیم‌ها نقش عظیمی در ادامۀ زندگی هر روزۀ بدن انسان بازی می‌کنند. با چسبیدن به ترکیبات و تغییر دادن آنها، آنزیم‌ها برای عملکرد درست و کامل سیستم گوارش، سیستم عصبی، عضلات، و بسیاری مورد دیگر نقشی حیاتی بر عهده دارند./
Source:
Medical News Today
A brief introduction to enzymes
Last updated Thu 12 October 2017
By Tim Newman
نظرات (1)