إن جميع الإنزيمات هي بروتين بطبيعتها، ويتطلب تركيبها ربط الأحماض الأمينية ببعضها البعض في تسلسل صحيح، ويحمل كل حيوان داخل خلايا جسمه، في جزيئات الحمض النووي، معلومات مشفرة لبناء بروتيناته الخاصة، ويحدد الجينوم أو إجمالي مخزون التعليمات لتخليق المستقلبات، أنماط البروتينات التي سيتم إنتاجها وفي التحليل النهائي يحدد شكل كل نوع والدستور الموروث للفرد داخل الأنواع.
ما هي الإنزيمات
هيكل الإنزيم
يعد هيكل الإنزيم المرتبط بالرابط أمرًا حاسمًا للتصميم العقلاني للإنزيم بخصوصية الركيزة المحسنة والكفاءة التحفيزية، وتوفر الهياكل البروتينية المتراكمة كميات كبيرة من المعلومات حول ارتباط الإنزيم، ومع ذلك فإن تراكيب الإنزيم المعقدة ذات الارتباط المركب، مثل الركائز والعوامل المساعدة والمنتجات والمثبطات، وليست متاحة دائمًا أو محدودة حتى بين المتماثلا.
وتكون الإنزيمات في الواقع من العديد من الأحماض الأمينية المرتبطة بطريقة معينة لتشكيل إنزيمات مختلفة، ويتم تشكيل سلاسل الإنزيم لتنتج أشكال فريدة، وتعتبر هذه الأشكال هي التي تزود الإنزيم بإمكانياته الكيميائية المميزة، وتحتوي معظم الإنزيمات أيضًا على مكون غير بروتيني يُعرف بالعامل المساعد.
ترتبط وظيفة الإنزيم ارتباطًا جوهريًا بهيكله ثلاثي الأبعاد، مما يحدد كيفية قيامه بربط الركيزة والتحفيز والتنظيم، ويعد علم البلورات بالأشعة السينية أهم تقنية في تطوير فهمنا لبنية الإنزيم ووظيفته، وقد تم استخدام الرنين المغناطيسي النووي (NMR) أيضًا بنجاح لدراسة العديد من الهياكل، ولكن يظل علم البلورات هو التقنية الأساسية لتوضيح الهيكل.
وقد كان أول إنزيم تمت بلورته وتم حل بنيته بنجاح هو ليزوزيم بيض الدجاج في عام 1965، والأهم من ذلك، بالإضافة إلى بنية الإنزيم الحر، وكان من الممكن بلورة الليزوزيم باستخدام نظير ركيزة مرتبط في الموقع النشط.
كما سمح هذا الهيكل باقتراح آلية كيميائية للإنزيم، وبناءً على وضع المجموعات حول موقع انشقاق الركيزة، فقد ساعد استخدام الهياكل بلورية مع نظائرها من الركيزة والحالة الانتقالية في الكشف عن الآليات التحفيزية لعدد لا يحصى من الإنزيمات منذ ذلك الحين.
ويعرف بأنه على الرغم من أن الإنزيمات غالبًا ما تكون جزيئات كبيرة تتكون من عدة مئات من الأحماض الأمينية، إلا أن المناطق الوظيفية للإنزيم تقتصر عمومًا على الشقوق الموجودة على السطح، والتي تشكل جزءًا صغيرًا فقط من الحجم الكلي للإنزيم.
