الإنزيمات

الإنزيمات هي جزيئات بيولوجية (بروتينات عادةً) تسرع بشكل كبير معدل جميع التفاعلات الكيميائية تقريبًا التي تحدث داخل الخلايا، إذ إنها حيوية للحياة وتخدم مجموعة واسعة من الوظائف المهمة

الخلايا الجذعية هي الخلايا الرئيسية في الجسم،حيث إنها اللبنات الأساسية لجميع الأعضاء والأنسجة والدم والجهاز المناعي، وتعمل في العديد من الأنسجة كنظام إصلاح داخلي وتجديد

على الرغم من أنه لا تزال هناك بعض قطاعات صناعة الخنازير والدواجن التي لا تستخدم الإنزيمات الخارجية، إلا أن نمو سوق الإنزيمات كان كبيرًا، ونظرًا لأن الإنزيمات تعمل على تحسين هضم مكونات العلف النباتية، فإنها توفر فوائد اقتصادية فورية للإنتاج الحيواني.

يعتبر PPO إنزيم أوكسيريدوكتاز الذي يشارك بشكل حاسم في مسار تكوين الميلانين للون البني الإنزيمي.

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

تتعرف ناقلات الجليكوزيل التي تنقل السكر مباشرة إلى سلسلة البولي ببتيد للبروتين أو البروتين السكري على ركائزها المستقبلة بعدة طرق مختلفة.

الفوسفاتازات هي الإنزيمات خارج الخلية التي تحفز التحلل المائي لسندات الفوسفو إستر في ركائز عضوية تحتوي على P تطلق الفوسفور غير العضوي في شكل أورثوفوسفات يمكن استخدامها من قبل الكائنات الحية في التربة والنباتات.

يتأثر معدل التفاعل المحفز بالإنزيم بدرجة الحرارة ودرجة الحموضة وتركيز الركيزة، وبالنسبة للعديد من الإنزيمات، يكون الرقم الهيدروجيني الأمثل قريبًا من الرقم الهيدروجيني 7.

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.

تحفز (Oxidoreductases) تفاعلات نقل الإلكترون بين الجزيئات بمساعدة العوامل المساعدة المنتشرة أو مراكز الأكسدة والاختزال المرتبطة. 

السوكراز، وهو نشاط آخر من إنزيم الدكستريناز/ إيزومالتاز، يشق السكروز إلى الجلوكوز والفركتوز. يتم تحلل السكروز بواسطة إنزيم سوكراز، وهو (α-glucosidase) في الأمعاء الدقيقة للإنسان، إلى مكونه من السكريات الأحادية الفركتوز والجلوكوز.

يمكن القول بأن يعد فسفوفركتوكيناز العضلات مثالًا كلاسيكيًا على إنزيم خيفي، وهو  يحفز خطوة تحديد معدل تحلل السكر  ويتحكم فيه ATP وبعض الروابط الأخرى بما في ذلك AMP، وعلى الرغم من أن الكميات الصغيرة من ATP ضرورية لتفاعل (phosphofructokinase).

تنظيم الإنزيم يشير إلى الآليات المتعددة المتاحة للتحكم في نشاط الإنزيمات، مثلا، يمكن أن تتحلل الإنزيمات أو الركائز، ويمكن للجزيئات أن ترتبط بالإنزيمات لمنع انهيار الركيزة، أو يمكن تجزئة الإنزيمات لمنعها من العمل خارج تلك البيئة.

هناك فئتان رئيسيتان من مضادات الفيروسات المتاحة لعلاج الإنفلونزا والوقاية منها، مثبطات M2 ومثبطات النورامينيداز (NAIs). 

تشتمل الأنواع الفرعية لـ (phospholipase C (PLC)) الخاصة بـ (Phosphoinositide β) وعلى مجموعة ذات صلة من (phosphodiesterases) متعددة المجالات التي تشق مجموعات الرأس القطبية من دهون الإينوزيتول.

تتكون عائلة PLA1 في الثدييات من ستة إنزيمات PLA1 خارج الخلية وثلاثة إنزيمات داخل الخلايا تشترك في التماثل في تسلسل الأحماض الأمينية والبنية الأولية.

يتم تنشيط (Phospholipases (PL)) عن طريق تحلل الدهون الفوسفاتية بعد نقص التروية، وتعتبر (Phospholipase) إنزيمات متعددة الوظائف وذات صلة بالأمراض تعمل في مركز التمثيل الغذائي للفوسفوليبيد والإشارات.

إنفرتيز، المعروف أيضًا باسم (β-d-fructofuranosidefructohydrolase،β-fructofuranosidase)، سوكراز، ساكشاراس، وهذا الإنزيم يحفز التحلل المائي للسكروز والجليكوزيدات ذات الصلة.

مثبطات الفوسفوديستيراز هي أدوية فئة تستخدم في إدارة وعلاج مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD)، ضعف الانتصاب (ED)، ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي (PAH)، والعديد من الأمراض الأخرى.

تُستخدم الليباز كجزء من ترسانة الإنزيم المستخدمة في المنظفات؛ تستخدم الليباز أيضًا لإزالة الشحوم من الجلد، وتعتبر الإستراتز عبارة عن مجموعة من الإنزيمات المائية.

إن أهمية تثبيت الأكسجين البيولوجي في الطب والزراعة وعلم الأحياء الدقيقة، وكذلك في تكنولوجيا الأغذية، وعلم الأحياء، ومشاكل الصحة العامة، والكيمياء الحيوية بشكل عام، أصبحت الآن راسخة.

كان هناك اهتمام متزايد بإنتاج بعض الإنزيمات المؤكسدة بواسطة البكتيريا الشعاعية، وخاصة في مجال تحلل اللجنين، وتحفز الإنزيمات المؤكسدة أو الأكسدة تفاعلات تقليل الأكسدة. 

تُظهر العديد من الإنزيمات الليزوزومية درجة منخفضة جدًا من الخصوصية، على سبيل المثال، سوف يتحلل الإستراز عددًا كبيرًا جدًا من الإسترات المختلفة

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 المثبطات التي لا تسهم في تطوير المنتج تنفيذ المنع، ويمكن أن تؤثر المثبطات على كل من الركيزة والإنزيم، ويشار إلى وقف نشاط الإنزيم بتثبيط الإنزيم

الهيدرولازات (O-Glycosyl) هي فئة واسعة النطاق من الإنزيمات التي تتحلل مائيًا بين اثنين أو أكثر من الكربوهيدرات وبين حركة غير كربوهيدراتية وجزء غير كربوهيدرات وأساس تشابه التسلسل ، ولديها 85 عائلة مختلفة.

الترانسالات هي إنزيمات تحفز نقل مجموعة من الذرات، مثل الأمين، والكربوكسيل، والكاربونيل، والميثيل، والأسيل، والجليكوزيل، والفوسفوريل من ركيزة مانحة إلى مركب متقبل.

توجد ثلاثة نماذج مختلفة لوصف طبيعة تفاعلات البروتين، ويصف نموذج القفل والمفتاح، الذي اقترحه إميل فيشر في الأصل، التفاعلات الجامدة في الطبيعة، وتكون كل من واجهات التفاعل مكملة في الشكل وتحدث تغييرات توافقية لا تذكر عند الربط.

إن تثبيط الإنزيم القابل للعكس والذي لا رجوع فيه هما طريقتان لآليات تثبيط الإنزيم المسؤولة عن تقليل نشاط الإنزيم، وبشكل عام، تقلل المثبطات من توافق الركيزة والإنزيم، مما يؤدي إلى تثبيط تكوين مجمعات الركيزة الإنزيمية. 

(γ-Carboxylase) هو إنزيم يعتمد على فيتامين K والذي يحفز الكربوكسيل الثاني من الكربون γ من بقايا الغلوتامات داخل الأحماض الأمينية الأربعين الأولى من البروتين.