يعتمد النمو growth على العمليات الأيضية metabolic processes التي تحدث في العصارة الخلوية cell cytosol، وعلى الغشاء الخلوي cell membrane (الغشاء
البلازمي plasma membrane)، في الفراغ المحيط
بالغشاء البلازمي periplasmic space (البكتيريا السالبة لغرام gram-negative
bacteria)، في العضيات حقيقية
النواة eukaryotic organelles، وخارج
الخلية. لتنفيذ هذه التفاعلات، تحتاج الخلايا إلى مجموعة متنوعة وكبيرة من الإنزيمات enzymes.
الانزيمات هي بروتينات proteins (أو في حالات قليلة جزيئات RNA) تزيد من احتمالية التفاعلات الكيميائية chemical
reactions بينما تبقى بنفسها بدون تغيير. تنجز في أجزاء من الثانية ما قد يستغرق ساعات أو أيام أو أطول ليحدث تلقائيا تحت الظروف البيولوجية biological
conditions الطبيعية. على سبيل المثال، على الرغم من أن جزيئات عضوية مثل الأحماض الأمينية amino acids لديها مجموعات وظيفية functional groups،
فمن المستبعد جداً أنها ستتصادم عشوائياً مع بعضها البعض في طريقة دقيقة لازمة لحدوث التفاعل الكيميائي (تخليق الجفاف dehydration synthesis) ولتشكيل رابطة ببتيدية peptide bond جديدة. بالتالي، معدل التفاعل سوف يكون بطيء للغاية لولا نشاط الانزيمات.
الانزيمات لها عدة خصائص مشتركة.
1. الانزيمات قابلة لإعادة الإستخدام Enzymes are reusable
عندما يحدث تفاعل كيميائي، يطلق الانزيم للمشاركة في تفاعل مماثل آخر. في الواقع، يمكن لنفس الإنزيم أن يحفز نفس التفاعل 100 إلى 1000 مرة كل ثانية.
2. الأنزيمات محددة للغاية Enzymes are highly specific
الإنزيم الذي يعمل في نوع واحد من التفاعل الكيميائي عادة لن يشارك في نوع آخر من التفاعل. هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك الآلاف من الإنزيمات المختلفة لتحفيز الآلاف من التفاعلات الكيميائية المختلفة لعملية الأيض التي تحدث في الكائنات الميكروبية microbial organism.
3. الانزيمات لها موقع نشط Enzymes have an active site
كل إنزيم له تجويف pocket أو شق cleft خاص يسمى الموقع النشط active site، له شكل محدد ثلاثي الأبعاد three-dimensional مكمل للمادة المتفاعلة (تسمى الركيزة substrate). يثبت الموقع النشط الركيزة بحيث أنه من المحتمل جدا حدوث التفاعل الكيميائي لتشكل
واحدة أو أكثر من المنتجات products.
4. الانزيمات
مطلوبة بكميات ضئيلة Enzymes
are required in minute amounts
لأنه يمكن استخدام الإنزيم آلاف المرات لتحفيز
نفس التفاعل، هناك حاجة إلى كميات ضئيلة
فقط من إنزيم معين لضمان أن
يحدث تأثير أيضي metabolic effect سريع وفعال.
يمكن التعرف على العديد من الإنزيمات بأسمائها، والتي غالبا ما تنتهي بـ "-ase". على سبيل المثال، السكريز sucrase هو الانزيم
الذي يكسر السكروز sucrose والرايبونيوكلييز ribonuclease يهضم الحمض
النووي الريبي ribonucleic acid. فيما يتعلق بعملية الأيض الابتنائية anabolic metabolism، إنزيمات البوليمريز polymerases تربط النيوكليوتيدات nucleotides معا وإنزيمات الترانسفيريز transferases تربط وحدات
أسيتيل جلوكوز أمين N-acetylglucosamine (NAG) وحمض أستيل الميوراميك N-acetylmuramic
acid (NAM) معاً لبناء ببتيدوغليكان
peptidoglycan الجدار الخلوي البكتيري.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق