جميع الإنزيمات المعروفة عبارة عن بروتينات، حيث إنها مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع تتكون أساسًا من سلاسل من الأحماض الأمينية المرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط الببتيد، ويمكن تغيير طبيعة الإنزيمات وترسيبها بالأملاح والمذيبات والكواشف الأخرى، وتتراوح أوزانها الجزيئية من 10،000 إلى 2،000،000.
ما هي الإنزيمات
كيميائيا، الإنزيمات هي بوليمر الأحماض الأمينية، أي أنها بروتينات، ويعمل الحمض النووي كمواد وراثية بينما الكربوهيدرات لها دور تركيبي، وتعمل الدهون كعنصر هيكلي بالإضافة إلى تخزين الطاقة، المنشطات هي دهون هيكلية.
طرق معرفة الطبيعة الكيميائية للإنزيمات
- ابتكر علماء الكيمياء الحيوية الأوائل إجراءات مختلفة، بما في ذلك التجزئة وكروماتوجرافيا العمود، ومع ذلك، أدى تنقية الإنزيمات إلى الجدل، والذي كشف في النهاية أن الإنزيمات هي بروتينات، وتكون البروتينات عبارة عن بوليمرات بيولوجية، أي أنها مبنية من وحدات متشابهة متصلة من طرف إلى طرف لتشكيل جزيئات كبيرة جدًا.
- كيميائيا، جزيء البروتين هو بولي ببتيد خطي، ومن ثم يأخذ الفصل في الاعتبار تسلسل الأحماض الأمينية والشفرة الجينية، وعلاقة الترميز بين تسلسل الحمض النووي وتسلسل البروتين والطريقة التي يمكن بها لجزيئات كل بروتين أن تنطوى في شكل فريد ومعقد.
الركيزة
تتمثل إحدى طرق اكتشاف وظيفة الإنزيم في تحديد خصوصية الركيزة – أي بروتينات معينة أو جزيئات صغيرة يتم التعرف عليها وربطها من خلال التجاويف التحفيزية المعروفة بالمواقع النشطة، ويمكن أن يكون تحديد الركائز أيضًا خطوة أولى نحو إنشاء جزيئات من شأنها تثبيط الإنزيمات، حيث قد ترتبط الأدوية القائمة على نظائر الركيزة أو المحاكاة بشكل تنافسي بالموقع النشط وبالتالي تمنع عملها التحفيزي.
كشف الإشعاع المرئي وغير المرئي
تستخدم إحدى المقاربات رباعي الببتيدات (أربعة أحماض أمينية مرتبطة) مرتبطة بمجموعة ترك فلوروجينيك – جزء جزيئي ينطلق ويشير إلى انقسام الرابطة عن طريق التوهج، ويحتوي أحد المواضع الأربعة على نفس بقايا الأحماض الأمينية، بينما يتم تدوير الثلاثة الأخرى من خلال الاحتمالات العشرين، وهكذا، خلال الاختبارات ضد بروتياز معين، يمكن تحليل دور بقايا الموضع الثابت بشكل مستقل عن تلك المعشاة.
قياس الطيف الكتلي
طور باحثو القسم أيضًا اختبارًا لتحديد سمات الركيزة يجمع بين التقدم في حساسية قياس الطيف الكتلي وفرضية، استنادًا إلى بيانات من تجارب لا تعد ولا تحصى تستخدم مكتبات الركيزة، حيث أن هذا التعرف (والانقسام في النهاية) للركائز بواسطة البروتياز يتطلب فقط اثنين من الأحماض الأمينية بشكل مناسب، والمتمركزة في تسلسل الركيزة.
في بعض الحالات، تكون أزواج الأحماض الأمينية هذه على جانبي الرابطة التي تنقسم (على سبيل المثال، بروتياز فيروس نقص المناعة البشرية) بينما تكون الأزواج الأخرى بعيدة عن بعضها البعض والرابطة المشقوقة.
أخيرا، يعتبر البروتياز أكبر فئة من الإنزيمات التي تقوم بإجراء تعديلات ما بعد الترجمة في البروتينات البشرية، و(هناك حوالي 550 نوعًا من البروتياز البشري)، وهذه الإنزيمات تشق الروابط الببتيدية التي تربط الأحماض الأمينية في البروتينات الأخرى، وتغيرها بشكل لا رجعة فيه، ومع ذلك فإن وظيفة وركائز معظمها غير معروفة.
