ؤنزيم

تصويرة ديال واحد نوع ديال لونزيم

لونزيمات هي مواد حيوية مهمة بزاف كتلعب دور كبير ف التفاعلات الكيماوية اللي كتوقع ف لݣسدة ديال كائن حي. هي پروتينات متخصصة كيساعدو ف تنظيم و تسريع التفاعلات بلا ما يتبدلو ف كل مرة. بعبارة بسيطة، لونزيمات هي بحال "محفزات" طبيعية اللي كتسهل و كاتحفز العمليات الحيوية اللي كتديرها خلايا الݣسدة. هاد لونزيمات كتلعب دور مهم عمليات بيولوجية مختالفة بحال الهضم، التنفس، والتمثيل الغذائي.

تاريخ والأصل ديال التسمية

ف التواخر ديال لقرن السبعطاش و ف البدية ديال لقرن الثمنطاش، كانو لعلما كتاشفو واحد الطريقة كيفاش لمعدة كتقوم ب هضم اللحم ب تخدام المفرزات ديالها، و كتحول النشا ل سكار بفضل المستخلصات النباتية و البزاق، ولكن شنو الحاجة بضبط اللي كتنظم هاد العمليات ما كانتش معروفة.

ف 1833، كان واحد لعاليم ديال لكيماوي فرانساوي سميتو أنسيلم باين هو اللول اللي كتاشف لونزيم، وهو لونزيم "دي أسيتاز". من بعد بزاف ديال السنوات، بينما كان كيدرس تحول السكار ل كوحول ب لفضل ديال الخميرة، كتاشف لويس پاستور بلي كاينة قوة حيوية هي اللي كاتسبب ف التخمير، و هاد القوة كاينة ف خلايا الخميرة. سماها پاستور "Ferments" أولا "التخمير"، و عتاقد بلي التخمير هو وظيفة خاصة ب الكائنات الحية بوحدها. كتب پاستور بلي "التخمير الكوحولي هو فعل مرتابط ب حياة و تنظيم خلايا الخميرة، و ماشي مرتابط ب موت أولا تعفن هاد الخلايا".

ف 1877، ستعمل عاليم ديال لفيزيولوجيا الألماني ڤيلهلم كون المصطلح ديال "ؤنزيم" لمرة اللولة، اللي جاي من الكلمة اليونانية ἔνζυμον اللي كتدل على "مُخمَّر" أولا "ف الخميرة". خدّم هاد المصطلح على ود وصف النشاط الكيمياوي اللي كيديروه الكائنات الحية.

ف 1897، قدم إدوارد بوخنر أول دراسة ديالو على مستخلصات الخمائر. ف سلسلة من التجارب اللي دارها ف جامعة برلين، لقى بوخنر بلي السكار كيتخمّر بواسطة مستخلصات الخمائر حتى من غير ما يكون المزيج فيه خلايا خميرة حية، و سما لونزيم اللي خمر الساكاروز ب "زيماز". بوخنر حصل على جايزة نوبل ف الشيمي ف عام 1907 بفضل "كتيشافو ديال التخمير بلا خلايا". كايتسماو لونزيمات على الساس ديال التفاعل اللي كيديروه، و بدات الزيادة ديال لمزيودة "ase" للسمية الركيزة (مثلاً اللاكطاز هو لؤنزيم اللي كيقطع اللاكطوز) ولّا السمية ديال التفاعل (مثلاً دنا پوليميراز اللي كيشكل پوليميرات لأسيد النووي الريبي منقوص الأوكسجين).

ف بدايات القرن العشرين، ما كانتش الهوية الكيماوية الحيوية ديال لونزيمات معروفة، وخا بزاف من العلما لاحظو النشاط لؤنزيمي لمرتابط ب الپروتينات. بعض العلما، من بينهم ريتشارد فيلستاتر لي ربح جائزة نوبل، كانو كيعتابرو الپروتينات مجرد ناقلة للؤنزيمات الحقيقية و بلي ما كاتقدرش تحفز التفاعلات. ولايني ف 1926، جيمس ب. سيمنر برهن بلي لونزبم اليوراز هو پروتين نقي و دار ليه بلورة، و ف 1937 دار نفس الشي مع ؤنزيم الكاطالاز. جون هوارد نورثروپ و وينديل ميردريث ستانلي تبتو ف 1930 بلي الپروتينات النقية تقدر تكون ؤنزيمات، و لقاو نفس الشي مع ؤنزيمات خرة بحال كيموترپسين chymotrypsin و ترپسين trypsin. هاد العلما الثلاثة خداو جايزة نوبل د الشيمي عام 1946.

البنية

عموماً، الإنزيمات هي پروتينات كروية، كتخدم بوحدها أولا كجزء من معقّدات أكبر. تسلسل الحموض الأمينية هو اللي كيحدد شكل الإنزيم، وهاد الشكل هو اللي كيحدد نشاطو التحفيزي. وخا الشكل كيعطي فكرة على الوظيفة، مايمكنش نتوقعو نشاط الإنزيم كامل غير من شكلو.

الإنزيم كيتمسخ (يتغير شكلو) إذا تعرّض للتسخين ولا مواد كيميائية معينة، و هاكدا كيخسر نشاطو. المسخّات كتأثر كثر مع درجات حرارة عالية، و داكشي علاش الإنزيمات اللي كتجي من بكتيريا لي كاتعيش ف بيئات سخونة بحال الينابيع الحارة كتكون قيمة بزاف، حيث كتقدر تخدم ف درجات حرارة مرتفعة و التفاعلات اللي كتراقبها كتكون سريعة بزاف.

الإنزيمات عادة كتكون أكبر بزاف من الركائز ديالها، و حجمها كيختالف: كاين اللي صغير بحجم مئات الأحماض الأمينية، و كاين اللي كبير بزاف حتى لـ 2500 حمض أميني. جزء صغير من الإنزيم (جوايه 2 حتى 4 أحماض أمينية) هو اللي كيدير التحفيز، و كيطلق عليه "الموقع الحفّاز". هاد الموقع قريب من واحد أولا كثر من مواقع الربط اللي كتربط الركائز. الموقع الحفّاز و مواقع الربط كيشكلو مع بعضهم "الموقع النشط" ديال الإنزيم. باقي الإنزيم كيساعد باش يحافظ على الشكل و التوازن ديال هاد الموقع النشط.

في بعض الإنزيمات، الأحماض الأمينية ما كتشاركش نيشان ف عملية التحفيز، ولكن الإنزيم فيه مواقع كتربط عوامل محفزة مرافقة، يعني كيأثر على التفاعل بطريقة ماشي مباشرة. حتى بعض الإنزيمات فيها مواقع تفارغية، بحيث ربط جزيء صغير فيها كيغير التركيب ديالها، و هاد التغيير كيزيد أولا ينقص النشاط ديال الإنزيم.

الريبوزومات هي نوع صغير من المحفزات الحيوية اللي كتحفز تفاعلات الرنا. الإنزيم يقدر يكون بوحدو أولا جزء من معقد. أشهر مثال هو الريبوزوم، و هو معقد من الپروتينات و مكونات محفزة ديال الرنا RNA.