<<الانزيمات ودورها في العمليات الايضية النباتيه>>

مفهوم الانزيم[عدل]

الانزيمات عباره عن مركبات عضويه معقدة التركيب تقوم بتنشيط هذه التفاعلات الكيميائية داخل الخلايا الحيه ،وهذه الانزيمات كغيرها من العوامل المساعدة حيث تزيد من سرعه التفاعلات الكيميائية دون ان تستهلك في التفاعل حيث تحتفظ بكميتها وطبيعتها حتي نهاية التفاعل ،فيمكن القول ان الانزيمات هي عباره عن مركبات كيميائية عضوية التركيب تزيد من سرعه التفاعل الكيميائي دون أن تستهلك في التفاعل او تصبح جزء من نواتجها كما انها تتأثربالحراره وتتكون طبيعيا في النبات ، وقد قلنا قبل قليل كغيرها من العوامل المساعده اي تشبهها ولاكن تختلف عنها حيث ان الانزيمات تمتاز بدرجه عالية من التخصص حيث ان لكل إنزيم متخصص ماده معينه .

خصائص الانزيم[عدل]

• انها نشطه بكميات صغيره • انا كما هي دون أن تتأثر بالتفاعلات لذلك فهي عوامل مساعده• الإنزيملا يغير من حاله الاتزان لتفاعل ولاكنه يسرع التفاعل للوصول الي حالة الاتزان • الانزيمات تتميز بالتخصصية فلكل إنزيم تفاعل او ماده معينه لا يحفز تفاعل آخر او مادة اخري

أماكن تواجد الانزيمات[عدل]

  توجد حرة في سيتوبلازم الخلايا ، أو قد ترتبط مع بعض مكونات الخلية مثل انزيمات الأكسدة والاختزال  التي توجد في الميتوكوندريا.

وظائف الانزيم[عدل]

.تقليل طاقة التنشيط، طاقة التنشيط هي : هي الطاقة المستهلكة للوصول القيمة المثلي للأنزيم • يسرع من معدل التفاعل • يزيد من كميه النواتج

تصنيف الإنزيمات[عدل]

1.	انزيمات الأكسدة والاختزال oxidoreductases

2. انزيمات ناقله transfrases 3. انزيمات التحلل المائي hydrolases 4. انزيمات الاضافة lyases 5. انزيمات المتشابهة الجزيئية isomerases 6. انزيمات البناء ligases,or synthetases اولا /انزيمات الأكسدة والاختزال:عمليات الأكسده والاختزال من العمليات المتضادة والمتلازمة حيث انه من المعروف عندما تتأكسد ماده يصاحبها في نفس الوقت اختزال ماده اخري ولاكن تحدث هذه العملية في الكائنات الحيه وينطلق عنها طاقة ،ففي عمليات التنفس العادية تتأكسد الدهون والكربوهيدرات والبروتينات ويختزل الاكسجين،وتتأكسد المادة بإضافة الاكسجين إليها كتأكسد اول اكسيد الكربون الي ثاني أكسيد الكربون ،أو بنزع هيدروجين منها كتأكسد كبريتيد الهيدروجين الي كبريت ،أو عندما تفقد الكرتون او اكثر كما يحدث عند تأكسد الحديد الي حديديك . ثانيا/ انزيمات النقل : وتضم هذه المجموعة الانزيمات التي تعمل علي تقل مجموعه او شق جزئ من ماده عضويه الي اخري ،ويتضمن ذلك نقل مجموعه او اكثر من الهيدروجين، ومجموعات الإستيل والأثيل وشيق فوسفات والجليكوسيل ومن أمثلة هذه المجموعات ،انزيمات تساعد علي نقل مجموعه الأمين من حمض أميني الي حمض الفا كيتو وتعرف هذه المجموعة (transaminases), الانزيمات تساعد علي نقل شق الفوسفات وتعرف (phosphokinases) , الانزيمات تساعد علي نقل شق الجليكوسيل وفي هذا تكون المادة الرئيسية هي (UDPG) ثالثا / انزيمات التحلل المائي: وتنقسم هذه المجموعات الي انزيمات تؤثر علي المواد الكربوهيدراتية ويطلق عليها (carbohydrases ) ,وانزيمات تساعد علي تحلل المواد المحتوية علي استر كالدهون وتعرف(Basterases ),وانزيمات تعمل علي تحرير المواد التي تحتوي علي روابط ببتيدية وتعرف (Broteolytic enzymes )،وأخيرا انزيمات تعمل علي تحلل الروابط (ك-ن) كالاميندات والأحماض الأمينية. رابعا /انزيمات الاضافة: تعمل علي نزع مجموع كيميائية من مادة الهدف ولاكن بدون اضافه الماء ،حيث يحل محل المجموعة المنتزعة رابطة مزدوجة مثال فصل مجموعة الامين في صوره الأمونيا. خامسا /انزيمات الارتباط: وهي تشمل الانزيمات التي تعمل علي إنشاء روابط جديده من مركبين مختلفين ولاكن تعتمد علي الطاقة المختزنة في جزئ ATP مثل انزيم RNA ligand سادسا/ انزيمات المشابهة الجزيئية: هي انزيمات تعمل علي تحويل شكل ماده الهدف الي شكل آخر مثل انزيم فوسفوا هيكسوز ايزمريز الذي يعمل علي تحويل جلكوز٦ بوصفات الي فركتوز ٦ فوسفات.

مكونات الإنزيم[عدل]

يتكون الانزيم من أحد الأشكال: ١.الانزيمات التي تتكون من البروتينات البسيطة ،وتتألف من سلسلة واحدة او عدة سلاسل ببتيدية،مثل الانزيمات المحللة، تنظيم الصور يا الانزيم الأميلوز. ٢-الانزيمات التي تتكون من شقين :أحدهما بروتين والآخر غير بروتين. أ . بعض الانزيمات تتألف من سلاسل بروتينيه ومكونات اخري يحتاجها الانزيم لفاعليته وتسمي عوامل مرافقة cofactorواحيانا يكون المرفق الانزيم احد العناصر المعدنية مثل الحديد والزنك ويكون مرتبطا ارتباطا وثيقا بالجزء البروتين من الانزيم المسمى بالأبو انزيم ،واذا نزع من الانزيم بقي الجزء البروتيني عاجزا تسريع التفاعل مثال الحديد في انزين الكتاليز ب. او قد تكون بشكل جزيئات عضويه معقده تسمي مرفقات الانزيم coenzyme مثل فيتامينات. فيتامين B12 وهي ترتبط بالجزء البروتيني من الانزيم وقت التفاعل فقط مثل Acetylco A ،وتحتاج بعض الانزيمات احيانا لكلا النوعين ،الايونات الفلزية . تحويل طليعة الانزيم proenzyme . من الانزيمات ما يصنع اولا في شكل غير نشط يسمي طليعة الانزيم فإذا دعت الحاجه الي تنشيط هذا الانزيم سوف يتم ذلك بتغيير بسيط في تركيبة ،كأن يزال جزء من سلسلة عديد الببتيد المكونة له ،فيتحول بذلك الي انزيم نشط المركز النشط. هو بناء فراغي يوجد في كل انزيم نشط وقد يكون واحدا او اكثر وهو المسؤول علي قيام الانزيم بعينه حيث ترتبط به مادة الهدف مثل انزيم التربسين يحتوي علي مركز نشط واحد ،وانزيم اليوريز يحتوي علي اربع مراكز فعالة .

العوامل المؤثرةعلى الانزيم[عدل]

١-تركيز ماده التفاعل : زيادة تركيز مادة التفاعل يؤدي الي زيادة في معدل تحفيز الانزيم التفاعل، اما اذا زاد تركيز مادة التفاعل الي حد معين فلن يكون لها اي تأثير علي سرعة النشاط الانزيمي وذلك لانشغال كل مراكز الانزيم النشطة بمادة التفاعل اصلا . ٢-درجه الحرارة: برفع درجة الحرارة ١٠ م سوف تزداد سرعة التفاعل الانزيمي من ٢-٣مرات وذلك في المستوي الحراري المناسب لعمل الانزيم وذلك لزيادة الطاقة الحركية لكل من الانزيم ومادة التفاعل وارتفاع الشديد لدرجة الحرارة يفقد الانزيم خواصه ويبدا هذا الفقد عند حوالي٣٠ م ويفقد هذا الانزيم خواصه الكاملة عند ٦٠ م . ٣-تركيز ايون الهيدروجين pH:لكل انزين درجة مثلي وعظمي وصغري تؤثر علي نشاطه وتختلف درجة الحموضة من انزيم لآخر وارتفاع وانخفاض pH يؤثر علي الانزيم. ٤-نواتج التفاعل :تراكم نواتج التفاعل وزيادة تركيزها سوف يؤدي الي تثبيط عمل الانزيم. ٥-المثبطات : يقل النشاط الانزيمي او يتوقف بسبب تداخل بعض المواد العضوية وغير العضوي.

مثبطات الانزيم[عدل]

بالإضافة الي العوامل التي تؤثر علي الانزيم التي ذكرناها سابقا ،المثبطات وتنقسم الي.

التنافسيcombitative : يكون المثبط التنافسي مشابه للمادة المتفاعلة التي يتأثر عليها الانزيم وحيث أن الانزيم يرتبط بالمادة مكونا مركب وسطي ثم ينفصل عنها معطيا الانزيم والنواتج التحلل المائي في حد المثلي مع الانزيم وذلك لتشابهها بمادة الهدف وتظل متصلة بالإنزيم لا تنفصل عنه فتوقف نشاطه، ويمكن التقليل من هذا التأثير بزيادة تركيز مادة الهدف. الا تنافسي noncombitative :هي مثبطات ترتبط بالإنزيم في مواقع غير المركز النشط وسميت بهذا الاسم لأنها لا تتنافس مع المادة المتفاعلة ولا تؤثر علي ارتباطها مع الانزيم ولاكن تؤثر علي التركيب الثلاثي الفراغيوبالتالي تعطل قدرته وكفاءة المراكز النشطة ،ولا يمكن تقليل تأثير هذا المثبط بزيادة تركيز المادة حيث يتوقف درجة التثبيط علي تركيز المثبط . الرجوع العكسي feedback inhibitionويحدث عندما يكون الناتج الاخير له القدرة على تثبيط الخطوة الأولي وهي ارتباط المادة المتفاعلة مع الانزيم وبالتالي تثبيط كل الخطوات التالية.

فرضيات ارتباط الانزيم بالمادة[عدل]

اولا/ فرضية القفل والمفتاح: قد وضعت هذه الفرضية من قبل العالم أمير فيشر وذلك لتفسير اصطفائية الانزيمات حيث افترض أن موقع الارتباط في الانزيم الموقع النشط يشبه القفل بحيث ان له مفتاح خاص بيه لفتحة وينطبق مع قالب القفل ،وهذا ما يؤدي الي ارتباط جزيئات معينه فقط بالإنزيم في موقع ارتباطه . ثانيا/ فرضية التلائم المحرض: وضعها العالم كوشلاند وقام باقتراح فرضية مختلفة عن فرضية القفل والمفتاح ، وقد اخذ بعين الاعتبار حركة الجزيئات البروتينية ،وقد افترض ان السلاسل البيبتيدية تستطيع ان تغير مواقعها في موقع الارتباط لتلائم الارتباط ببعض المواد ،كما أن هذه السلاسل البيبتيدية تأخذ وضعية تسهل عملها المحفز مما يؤدي الي إنجاز التفاعل. ميكانيكية عمل الانزيم: اولا سوف يرتبط الانزيم بالمادة مكونا معقد الانزيم والمادة ولاكن يحث هذا الارتباط في الموقع النشط ولاكن يتم هذا الارتباط في تركيب الانزيم بمشاركه مجموعة قوي ضعيفة مثل الروابط الهيدروجينية والايونية . ثانيا . يتحلل المعقد ويكون ناتج التفاعل ويتكرر الانزيم.

تسمية االانزيمات[عدل]

عندما عرفت الانزيمات اول مره اعتمدت طرق كثيرة وعديده لتسميتها  معتمده علي طبيعة عمل الانزيم او مكان تواجده ،فمنها ما يسمي باسم التفاعل الذي تقوم بتحفيزه، فالأنزيمات التي تحفز تفاعلات الأكسدة  والاختزال تسمي اوكسيديز  او ريدوكتيز والانزيم الذي يحفز اليوريا يسمي اليوريز ولاكن نلاحظ في الحالتين إضافة مقطع  aseبعد اسم التفاعل او المادة ،وهنالك اسماء أعطيت لبعض الانزيمات ليست لها علاقة بطبيعة التفاعل مثل انزيم التربسين، ولقد بقت التسميع علي هذال المنوال حتي عام ١٩٦١حتي تم الاتفاق في اجتماع العالمي الكيمياء الحياتية، علي استخدام نظام جديد يعتمد علي طبيعة التفاعلات التي تدخل في تحفيزها.

تنوع الانزيمات في الخلايا النباتية[عدل]

١. انزيمات عملية النسخ والترجمة الخاصة ببناء البروتين تتركز علي سطح الريبسومات ٢. انزيمات دورة كريس تتركز في الميتوكوندريا ٣. انزيمات تحلل الجليكول في السيتوبلازم ٤. الانزيمات الهاضمة تقع خاجر الخلية ٥. انزيمات البناء الضوئي تتركز في البلاستيده

المراجع[عدل]

١.كتاب النبات العام . د. احمد محمد مجاهد . الناشر مكتبه الانجلوالمصرية ٢.فسيولوجيا النبات . د. محمد طه صقر .كلية زراعة . جامعة المنصورة ٣. كلية التربية الأساسية. قسم العلوم . فرع الكيمياء. المحاضرة السادسة . القاعة رقم ٣ . د. انتصار رحيم عبيد . مدرس مساعد . ٣-١٢- ٤.كتاب الكمياء الحياتية النظرية، ص١٩٢ ، ا.د عيسى عبد السعداوي.