الأنزيمات – الجلسة 3

لقد تعلمنا بالفعل تأثير درجة الحرارة على نشاط enzymes. ونحن نعلم أيضًا أن enzymes تعمل بشكل أفضل عند optimum temperature. هناك عامل آخر يؤثر على نشاط enzymes. هذا العامل هو pH. ولكن ما هو pH؟.

حسنا، فكر في pHكمقياس خاص يقيس مدى acidic أو basic شيء ما. تخيل أن لديك ليمونة وكعكة صابون. الليمون حامض، أليس كذلك؟. هذا لأنها acidic. لذا، لديهم مستوى منخفض pH.

من ناحية أخرى، الصابون زلق وليس حامضًا على الإطلاق. إنه basic. لذلك فهو يتمتع بمستوى عال pH. ال pHيتراوح المقياس من صفر إلى أربعة عشر. ال pHتعتبر القيمة سبعة محايدة. إذا كان pHإذا كانت نسبة تركيز المحلول أقل من سبعة فإن المحلول يكون acidic. إذا كان pHإذا كان المحلول أكبر من سبعة فإن المادة تعتبر basic.

enzymes انتقائية بعض الشيء. إنهم يحبون العمل بشكل خاص pHالمستويات التي تجعلهم مرتاحين. تخيل أنك مغني. يبدو صوتك أفضل عندما تكون الموسيقى مناسبة تمامًا وليست سريعة جدًا أو بطيئة جدًا. وبالمثل، تعمل enzymes بشكل أفضل عندما pHهو مناسب لهم تمامًا.

إذا كان pHإذا كانت القيم مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا، فقد لا تعمل بشكل جيد. إنه نفس الشيء كما أنك قد لا تغني بأفضل ما لديك إذا كانت الموسيقى سريعة جدًا أو بطيئة جدًا. تخيل أن enzyme يشبه الشيف الذي يطبخ في المطبخ. إذا كان المطبخ ساخنًا جدًا أو باردًا جدًا، فقد لا يتمكن الطاهي من طهي الطعام بشكل مثالي. وبنفس الطريقة، إذا كان pHإذا كانت مستوياته مرتفعة للغاية أو منخفضة للغاية، فقد لا يقوم enzyme بوظيفته بشكل صحيح.

كل enzyme له مفضلته pHيتراوح. ال pHالنطاق الذي تعمل فيه enzymes بشكل أفضل يسمى optimum pH rangeيتراوح. على سبيل المثال، البيبسين هو enzyme الذي يعمل في معدتنا. يساعد في تكسير الطعام. يعمل بشكل أفضل في بيئة acidic للغاية، مع نطاق درجة الحموضة الأمثل حوالي 1.5ل 2.5.

عندما نتناول الطعام، تفرز معدتنا حمضًا. يصبح خليط الطعام في معدتنا acidic. ال pHالانخفاض إلى المستوى الأمثل pHمدى البيبسين. ويوجد هذا enzyme أيضًا في لعابنا. يُسمى هذا enzyme salivary amylase. يعمل salivary amylase بشكل أفضل حول بيئة محايدة pH.

يشير enzyme denaturation إلى تشويه بنية enzyme. تخيل أن لديك لعبة قابلة للقفز، مثل الكرة. إنه دائري الشكل ويتحرك في كل مكان. الآن تخيل أن الكرة الخاصة بك تتعرض للسحق أو الالتواء. ماذا يحدث للكرة؟. لقد توقف عن الارتداد كما كان من قبل، أليس كذلك؟. كما أن للإنزيمات شكلًا محددًا يساعدها على القيام بوظيفتها على أكمل وجه. ولكن إذا قمنا بتغيير شكلها، فإنها قد لا تعمل بالطريقة التي من المفترض أن تعمل بها.

هناك بعض الأشياء التي يمكن أن تسبب enzyme denaturation. واحد منهم هو الحرارة. فكر في إذابة قلم التلوين. يصبح كل شيء ناعمًا ويتغير شكله. إذا قمنا بتسخين enzyme إلى ما بعد قيمة معينة، فمن الممكن أيضًا أن يتغير شكله ويتوقف عن العمل.

إذا قمنا بزيادة درجة الحرارة إلى ما هو أبعد من النطاق الأمثل، يتغير شكل الموقع النشط enzyme. الآن لم يعد بإمكان الركيزة أن تتناسب مع الموقع النشط enzyme. ونتيجة لذلك لن يحدث رد الفعل. ولهذا السبب فإن optimum temperature range ضروري لتحقيق أقصى قدر من كفاءة enzymes.

لكي يحدث التفاعل، يجب أن يصطدم الركيزة enzyme. يجب أن يكون الاصطدام بين enzyme والركيزة مثاليًا. على سبيل المثال، إذا اصطدمت الركيزة enzyme في الاتجاه الصحيح، فسوف يتشكل مجمع ركيزة enzyme. إذا كان الاصطدام غير كامل فإن رد الفعل لن يحدث.

يشير frequency of effective collisions إلى عدد الاصطدامات الكاملة التي تحدث بين enzymes والركائز. وهذا يؤدي إلى تكوين المنتجات. إذا كان frequency of effective collisions أكبر، فسيتم تحويل عدد أكبر من جزيئات الركيزة إلى المنتجات. وهذا يزيد من سرعة رد الفعل.

يعتمد frequency of effective collisions على تركيز المواد المتفاعلة enzymes. سيصبح معدل الاصطدامات أعلى إذا قمنا بزيادة عدد جزيئات الركيزة. وبالمثل، إذا قمنا بزيادة عدد enzymes فإن frequency of collision سيصبح أكبر. سيؤدي عدد أقل من جزيئات الركيزة enzymes إلى انخفاض frequency of collision.

ويعتمد frequency of effective collisions أيضًا على درجة الحرارة. إذا قمنا بزيادة درجة الحرارة ضمن النطاق الأمثل، فإن الركيزة enzymes ستحصل على طاقة عالية. وسوف يتحركون ويصطدمون مع بعضهم البعض في كثير من الأحيان. وسوف يؤدي هذا إلى ارتفاع frequency of effective collisions.