ما هي الإنزيمات

يمكن القول بأنه تشارك العديد من الإنزيمات مباشرةً في العملية التحفيزية، قد تتفاعل سلاسل جانبية معينة من الأحماض الأمينية في الموقع النشط مع الركيزة وتشكل روابط مع وسيطة تفاعل

ليس من الواضح كيف تطورت الأنزيمات أحادية النواة وثنائية النواة من بعضها البعض، وعلى الرغم من أن أعضاء العائلات الفائقة الإنزيم تشترك في حظيرة عامة مماثلة، إلا أن هذه الإنزيمات يمكن أن يكون لها متطلبات أيونات معدنية مختلفة للحفز.

تتيح معلومات تسلسل الجينوم الاستنساخ المباشر للجينات المستهدفة باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وبالتالي تعبير فعال في سلالة مضيفة غير متجانسة مناسبة، وحتى لو واجهت أخطاء PCR و/أو عيوب التعبير.

تحتوي كل خلية على آلاف الإنزيمات التي تقدم مساعدة محددة في جميع أنحاء الجسم، وتساعد الإنزيمات في التفاعلات الكيميائية التي تبقي الشخص على قيد الحياة وبصحة جيدة.

تحتاج الإنزيمات إلى الظروف المناسبة للعمل، وإذا كانت الظروف غير مناسبة، فيمكن أن تغير الإنزيمات الشكل، وبعد ذلك، لم تعد تتلاءم مع الركائز، لذا فهي لا تعمل بشكل صحيح.

إن الإنزيمات عبارة عن محفزات تقوم، وفي ظل الظروف المعتدلة من درجة الحرارة ودرجة الحموضة وضغط الخلايا، بإجراء تفاعلات كيميائية بمعدل عالٍ مذهل، وتتميز بكفاءة وخصوصية ملحوظة.

تستخدم الإنزيمات في صنع وتحسين ما يقرب من 400 منتج استهلاكي وتجاري يومي، ويتم استخدامها في تصنيع الأطعمة والمشروبات، وتغذية الحيوانات، والمنسوجات، والتنظيف المنزلي، ووقود السيارات وتوليد الطاقة.

تكون الإنزيمات أحيانا في التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث، ومن المعلوم أن حوالي 4000 تفاعل من هذا القبيل يتم تحفيزها بواسطة الإنزيمات، ولكن العدد قد يكون أعلى من ذلك، وتسمح الإنزيمات بحدوث ردود الفعل بالمعدل الضروري للحياة.

عادة ما تنتمي الإنزيمات البكتيرية التي تحدد المقاومة إلى عائلات كبيرة كبيرة، ونشأ العديد منهم من إنزيمات كان لها في الأصل وظائف أخرى

تعد معدلات تحلل بروتينات الإنزيم وإعادة تركيبها أمرًا بالغ الأهمية لاقتصاد الطاقة الخلوية لأن مثل هذا الدوران يمكن أن يستهلك حوالي نصف ميزانية طاقة الصيانة في الميكروبات والنباتات، وبالتالي، فإن معدلات دوران البروتين عالية الإنزيم تقلل من إنتاجية النظم الحيوية.

تمثل المهمة الأساسية للبروتينات في العمل كأنزيمات- المحفزات التي تزيد من معدل جميع التفاعلات الكيميائية تقريبًا داخل الخلايا، على الرغم من أن (RNAs) قادرة على تحفيز بعض التفاعلات، يتم تحفيز معظم التفاعلات البيولوجية بواسطة البروتينات. 

فإن الحاجة البيولوجية للوجود تحت ظروف معتدلة من درجات حرارة منخفضة ودرجة حموضة متعادلة تنتج متطلبًا لتحفيز الإنزيم، والإنزيمات بدورها مسؤولة عن العديد من الخصائص الأكثر تميزًا للأنظمة البيولوجية وعن العديد من الأساليب المستخدمة في الطب.

عتبر 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

يقال إن الإنزيمات تمتلك موقعًا نشطًا، والموقع النشط هو جزء من الجزيء له شكل محدد ومجموعة وظيفية لربط الجزيئات المتفاعلة، ويشار إلى الجزيء الذي يرتبط بالإنزيم بمجموعة الركيزة، وتشكل الركيزة والإنزيم تفاعلًا وسيطًا مع طاقة تنشيط منخفضة بدون أي محفزات.

تلعب الإنزيمات دورًا حاسمًا في الأنشطة الأيضية لجميع الكائنات الحية سواء كانت بشرًا أو حيوانات أو نباتات أو كائنات دقيقة ويتم تطبيقها على نطاق واسع في التكنولوجيا الميكروبية وعمليات تشخيصها.