اقرأ في هذا المقال
خلايا الجسم قادرة على صنع العديد من الإنزيمات المختلفة، تختلف الاحتياجات والشروط من خلية إلى أخرى وتتغير في الخلايا الفردية بمرور الوقت، وعلى سبيل المثال تحتاج خلايا المعدة إلى إنزيمات مختلفة عن خلايا تخزين الدهون أو خلايا الجلد أو خلايا الدم أو الخلايا العصبي، وأيضًا تعمل الخلية الهضمية بشكل أكثر صعوبة في معالجة العناصر الغذائية وتفكيكها خلال الوقت الذي يلي الوجبة مقارنة بساعات عديدة بعد الوجبة، ومع تغير هذه المتطلبات والظروف الخلوية، تتغير أيضًا كميات ووظائف الإنزيمات المختلفة.
مفهوم تنظيم نشاط الإنزيم
يتغير نشاط الإنزيم في الخلايا باستمرار ويتم تعديله وفقًا للمتطلبات الفسيولوجية، وتم توضيح آليات مختلفة لتنظيم الإنزيم، وإنزيم النشاط يتناسب طرديا مع مستوى الركيزة.
وفي ظل الظروف الفسيولوجية، يكون تركيز الركيزة أقل من أو بالقرب من الإنزيم K، وبهذه الطريقة، يحدد مستوى الركيزة درجة النشاط الأنزيمي، وتؤدي زيادة تركيز الركيزة في الخلية إلى تسريع استخدامها والعكس صحيح.
العوامل المؤثرة في تنظيم الإنزيم
- الجزيئات التنظيمية: يمكن أن يرتفع نشاط الإنزيم أو ينخفض عن طريق جزيئات المنشط والمثبط التي ترتبط بشكل خاص بالإنزيم.
- العوامل المساعدة: تنشط العديد من الإنزيمات فقط عند ارتباطها بجزيئات مساعدة غير بروتينية تُعرف بالعوامل المساعدة.
- التقسيم: يمكن أن يؤدي تخزين الإنزيمات في حجرات معينة إلى منعها من إحداث ضرر أو توفير الظروف المناسبة للنشاط.
- منع ردود الفعل: غالبًا ما يتم تثبيط الإنزيمات الأيضية الرئيسية بالمنتج النهائي للمسار الذي تتحكم فيه (تثبيط التغذية المرتدة).
علاقة الأيض في تنظيم الإنزيمات
إن مكمل التمثيل الغذائي المعروف للإشريكية القولونية محفوظ بدرجة عالية، حيث يوجد نصف الإنزيمات في نوع واحد على الأقل من مجالات الحياة الثلاثة، وبالتالي يعتبر عالميًا، ومن خلال عمليات المحاكاة الإحصائية، قد أظهر أيضًا أن الإنزيمات العالمية محفوظة بدرجة أكبر بكثير من تلك الغائبة في (Eucarya)، وإن التغطية العالية لقاعدة البيانات ووجود متماثلات في أنواع متعددة يلغي إلى حد كبير إمكانية اكتشاف عمليات نقل الجينات الجانبية، والتي تدعمها أيضًا تحليلات حديثة ومستقلة.
بالتالي، من المرجح أن تعكس الأنماط التصنيفية المرصودة لتوزيع الإنزيم علاقات متباينة حقيقية، متتبعة أصول الإنزيمات الأيضية والمسارات في الوقت المناسب، وعلى وجه الخصوص يمكن استخدام مجموعة الإنزيمات الشاملة لدراسات التطور العميقة لتقييم متانة أشجار النشوء والتطور وتحديد أوقات الاختلاف وفرضيات لنقل الجينات الجانبي.
حيث تم القيام بفحص الحفاظ على المسارات الكيميائية الحيوية عبر الأنواع ووجد أن المسارات التي تشارك فيها الإنزيمات العامة تتوافق مع تفاعلات استقلاب الجزيئات الصغيرة، مثل السكريات والأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات.
أخيرا،نصف الإنزيمات الأيضية لها متماثلات في جميع مجالات الحياة، تمثل العائلات المشاركة في بعض العمليات الخلوية الأساسية، وهكذا نظهر لأول مرة وبطريقة شاملة أن الأيض يتم حفظه على مستوى الإنزيم، وبالإضافة إلى ذلك يشير التحليل إلى أنه على الرغم من الحفاظ على التسلسل والتوزيع الواسع للتطور النشئي للإنزيمات الأيضية، فإن مجموعاتها في المسارات البيوكيميائية أكثر تنوعًا مما كان يُعتقد سابقًا.
