تحفز الإنزيمات Enzymes واختصارها هو الحرف E) تحويل مادة أو أكثــر (ركيزة أو ركائز (Substrate(s، واختصارها هو الحرف S) إلى ناتج واحد أو أكثر (Products، واختصـــارهـا هــو P). وبالإضافة إلى كونها عالية الفعالية (تسرّع التفاعل بما يزيد عن 10¹² مرة مقارنةً بالتفاعل غــــير المحـفـــز إنزيميا)، فهي نوعية specific للتفاعل الذي تقوم به ولركيزتها التي قد تمتد لتشمل مجموعةً صغيرةً مــــن المواد المرتبطة بنيوياً. وتكمن نوعية الإنزيمات تجاه ركيزتها والتفاعل الذي تحفزه في الترتيــب الــذي تتخذه المجموعات الوظيفية في المقرّ (الموقع) التحفيزي catalytic site للإنزيم، وهذا ما يسمح بارتباط ركيزة واحدة، أو عدد صغير من الركائز، فقط وتنشيطها.

ترتبط الإنزيمات بالركيزة عبر ثلاث نقاط ارتباط على الأقل. فإذا افترضنا أن ركيزة تتكـــون مـــــن جزأين( X و Y) يرتبطان برابطة (-) ليشكلا الصيغة العامة للركيزة (X-Y)، سيكون هناك أربعة أنواع( أو درجات) لنوعية الإنزيم في التعامل مع هذه الركيزة (الشكل 1):

شكل (1) نوعية الانزيمات تجاه الركيزة والتفاعل .

- نوعية ضعيفة : (الشكل 1، ج) وفيها يتطلب عمل الإنزيم أن تكون الرابطة فقط من النوع الصحيح، وبالتالي يستطيع

الإنزيم أن يعمل على عددٍ كبير من الركائز، لكنه يقوم بالفعل الإنزيمي ذاته. فعلى سبيل المثال، تقوم الببتيداز الثنائية

dipeptidase بحلمهة الرابطة الببتيدية بين أي حمضين أمينيين، فهي نوعية للرابطة بينهما، ولكنها ليست نوعية لنوع الحمض الأميني في أي من جهتي الرابطة.

- نوعية المجموعة (الشكل 1 ب) وهنا يجب أن تكون الرابطة والجزء X (أو Y ) من النمط الصحيح حتى يبدأ الانزيم عمله ، وهذا يعني أن الإنزيم يعمل على مجموعة" صغيرة من المركبات المرتبط بنيوياً . ومن الأمثلة على هذا النوع المالتاز المعوية intestinal maltase، وهي نوعيـــة تجــاه الروابط الغلوكوزيدية التي تشمل الغلوكوز اليميني D-glucose بصرف النظر عن السكر الموجود في الطرف الآخر من الرابطة، وبالتالي فهي تستطيع حلمهة المالتوز والسكروز. وإنزيم التربسين نوعي للروابط الببتيدية التي تشمل المجموعة الكربوكسيلية لأحد الحموض الأمينية القاعدية basic، وليس نوعياً للحمض الأميني في الطرف الآخر من الرابطة. أما الكيموتربسين فهي نوعية للروابط الببتيدية التي تشمل المجموعة الكربوكسيلية لأحد الحموض الأمينية العطرية (الأروماتية: الفينيل ألانين أو التيروزين أو التريبتوفان) بصرف النظر عن الحمض الأميني الموجود في الطرف الآخر للرابطة. وتقوم إنزيمات الكروبوكسي ببتيداز والأمينو ببتيداز بترع حمض أميني واحد من الحموض الأمينية الموجودة في النهاية الكربوكسيلية أو الأمينية للسلاسل عديدة الببتيد، على التوالي.

- نوعية مطلقة ( الشكل 1 ، أ ) يتطلب عمل الإنزيم هنا أن تكون الرابطة وكلا جزئي الركيزة (X و Y) من النوع الصحيح ،وفي هذه الحال يعمل الإنزيم على ركيزة واحدة محددة فقط. إنزيم اليورياز Urease (يشطر البولة urea إلى أمونيا) والآرجيناز (يحلمه الأرجينين ليعطي البولـــة والأورنيثين في حلقة البولة) مثالان على هذه الحالة. ومع أن القليل من إنزيمات الأكسدة الاختزالية تستخدم NAD⁺ أو NADP⁺ كمتقبل للإلكترونات فإن معظمها يستخدم على وجه الخصر واحداً منها. فعلى العموم، تستخدم إنزيمات الأكسدة الاختزالية المشاركة في العمليات الحيوية التخليقيـــة (كتخليـــق الحموض الدهنية أو الستيرول) التميم NADPH كمختزل reductant في حين تستخدم تلك المشاركة في عمليات التدرك (مثل تحلل السكر وأكسدة الحموض الدهنيـــة) التميم ⁺NAD كمؤكسد.

- نوعية كيميائية فراغية stereochemical وبصرية optical : إذا كان للركيزة مصاوغات فراغية فإنّ الإنزيم يعمل على واحدٍ منها فقط. فإنزيم الفوماراز fumarase سيعمل في حلقة كرييس على حمض الفوماريك furmaric acid ولن يعمل على مصاوغه المقرون، حمض الماليك maleic acid. وستعمل نازعة هيدروجين اللاكتات LDH اليساري وأكسيداز الحموض الأمينية اليسارية فقط على اللاكتات اليساري والحموض الأمينية اليسارية، على التوالي. وإذا استثنينا إنزيمات الإبيميريـاز epimerases أو الراسيماز racemases التي تحفز التحول البيني للمصاوغات البصرية، فإن الإنزيمات تبدي نوعية بصرية مطلقة لجزء من جزيء الركيزة على الأقل. وهكذا تحفز إنزيمات سبيل تحلل السكر والسبيل التأكسدي المباشر التحول البيني للسكاكر المفسفتة اليمينية وليس اليسارية. وتعمل معظم إنزيمات الثدييات (مع القليل من الاستثناءات كأكسيداز الحموض الأمينية اليمينية في الكلية) على المصاوغات اليسارية للحموض الأمينية.

 يمكن أن تمتد النوعية البصرية إلى جزء من جزيء الركيزة أو إليه كاملاً؛ وتمثل إنزيمات الغليكوزيداز كلا الحالتين فهي تحفز حلمهة الروابط الغليكوزيدية بين السكر والكحول، وهي نوعية تماماً تجاه الجزء السكري ونوع الارتباط (ألفا أو بيتا) لكنها غير نوعية نسبياً تجاه الجزء غير السكري aglycone.

قد تكون قدرة الإنزيم على تحفيز تفاعل معين واحدٍ، وواحدٍ فقط، أهم خصائصه المهمة. وبذلك يمكن تنظيم معدلات العمليات الاستقلابية داخل الجسم بتغيير الكفاءة المحفزة للإنزيمات النوعية. ويقوم الكثير من الإنزيمات بتحفيز النمط نفسه من التفاعل (نقل الفسفات ،الأكسدة والإرجاع ... الخ) على عدد صغير من الركائز المرتبطة بنيوياً مع أن ذلك يجري عموماً بمعدلات منخفضة بوضوح. وتميـــل التفاعلات مع الركائز البديلة إلى الحدوث فقط عندما توجد بتراكيز مرتفعة تندر مصادفتها في الخلية الحية، لكن يمكن تحضيرها في المختبر. وتستخدم هنا الركائز الطبيعية والتخليقية البديلة لتيسير كشف الإنزيمات ودراسة آلياتها المحفزة.

مواضيع ذات صلة

Polysaccharides Serve Storage & Structural Functions

الأهمية التشخيصية للإنزيمات

التمائم الإنزيمية Coenzymes

طلائع الإنزيمات Proenzymes

الأدوية المضادة للصفيحات

تفعيل (تنشيط) الصفيحات والتخثر

بروتينات حل الخثرات Fibrinolysis Proteins

ضبط مستويات الثرومبين الجوال

Collagen illustrates the role of posttranslational processing in protein maturation

شلال التخثر Coagulation cascade

بروتينات الإرقاء والخثار Hemostasis & Thrombosis Proteins

جملة المتممة Complement system