חשיבותם של אנזימים

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

אנזימים הם סוג של חלבון שאחראי לאפשר או להאיץ תגובות כימיות בגוף. מבנהו משתנה מאוד ותלוי ישירות בארגון חומצות האמינו המרכיבות את הפולימרים הביולוגיים הללו. ללא הפונקציונליות שלו, הרוב המכריע של התהליכים המטבוליים לא יכלו להתפתח, ולכן חשיבותו חיונית במובן המחמיר של הביטוי.

סיווג האנזימים פותח על סמך פעולותיהם הספציפיות על תהליכים מטבוליים, בדרך זו יש לנו: 1) אלה שמתערבים באיחוד מולקולות המשמשות כסובסטרטים, הנקראות ליגאזות; 2) אלה שעושים בדיוק את ההיפך מהקודמים, ולכן נקראים ליאסות; 3) אנזימים המכוונים את העברה של קבוצות פונקציונליות בלבד בין מולקולות ולכן נקראים באופן הגיוני Transferases; 4) השינוי התלת מימדי שיכול להיות במולקולה, מבלי להפסיק להיות אותה מולקולה, הוא תהליך המושרה על ידי איזומראזות; 5) מצד שני, רבים מתהליכי החמצון-הפחתת דורשים גירוי גדול מה- מסופק על ידי זרזים אנאורגניים, אלא באמצעות oxidoreductases כדי לְהִתְרַחֵשׁ; 6) לבסוף, מוצגת היכולת שיש להידרולאזים לשבור מולקולות באמצעות מים.

אנזימים בעיכול

מהתהליכים הבסיסיים והראשוניים ביותר לגוף, כמו השגת רכיבי התזונה הדרושים להישרדותו של הפרט, קיימת תלות ישירה בין האוכל לבין פעולתו אנזימים.

גם אצל בני אדם וגם אצל בעלי חיים אחרים, תהליך העיכול מתחיל מרגע כניסת המזון לפה, הודות לפעולת האנזימים שמתווספים לאורך כל תהליך העיכול, דוגמה לכך היא עמילאז, האחראי לפירוק העיקרי של פחמימות להשגת סוכרים פשוטים יותר, מסופק על ידי רוֹק.

מעדנים אנזימטיים

למרות שפעילות האנזימים היא משימה קשה ובלתי פוסקת, מולקולות גדולות אלו הן למעשה שבירות מאוד בטבען. עצם המבנה שלהם כחלבונים מיוחדים נותן להם מאפיינים פיזיקליים-כימיים פגיעים בקלות, כגון הדנטורציה של המבנה המולקולרי שלו בטמפרטורות גבוהות יחסית - מ-41 או 42 מעלות צלזיוס - כך שאורגניזמים אנשים שאינם אקסטרמופילים צריכים להישאר בטווח הטמפרטורות הרגיל לפי בית הגידול והמינים שלהם, כדי לא לסכן את חייהם. חַיִים.

רמת ה-pH, כלומר, החומציות או הבסיסיות של המדיום היא גם גורם טרנסצנדנטלי בפעילות האנזימים, השינוי בטווחי ה-pH הספציפיים ב- שתגובת אנזים מתפתחת, מביאה להפרעה ניכרת בפעילות הכימית שלו, בשל העובדה שהאנזימים מורכבים משרשרות עצומות של חומצות אמינו, אשר בתורן יש להן טווח ספציפי של חומציות או בסיסיות כדי להיות מסוגלות להיצמד זה לזה ולאפשר את האינטראקציה של החלבון כולו עם האחרים מולקולות.

פונקציות מסוימות אחרות

תגובות מטבוליות מגנות כגון מתן פונקציית קרישת דם להפחתת הדימום סכנת חיים, כמו גם ייצור תהליך ריפוי הפצעים, הם באחריות הישירה של האנזימים הם מסדירים אותם. אותו מקרה לפעולות השונות של מערכת החיסון, במיוחד אלה שמטרתן ליצור נוגדנים המאפשרים הגנה מפני גורמים פתוגנים ידועים, ובכך מאשרים שחשיבותם של אנזימים להישרדותו של אדם מתעלה אפילו על העובדות החיצוניות שאליהן ניתן לראות חשוף בסביבתו, מה שאפשר לנו להסיק ולוודא מאוחר יותר שיש גם וריאציות מולקולריות של האנזימים עקב תהליכים אֵבוֹלוּצִיוֹנִי.

הקשר הזה בין אנזימים לאבולוציה מסומן ישירות בגנים, הארכיון ההיסטורי של ה-DNA שאחראי על הנחיית תהליכי הארגון של מידע, שבזכות ה-RNA הופך בסופו של דבר לאנזים זה או אחר, באמצעות סינתזת חלבונים, אשר בתורה מרמזת על קיומו של מגוון רחב של אפשרויות לטעות - עד כדי כך שבריריים ומזדמנים החיים - יוצרים הופעה אפשרית של סוג כלשהו של הפרעה מטבולית, עם השלכות משתנות כמו מסוכן להישרדות הפרט ומעובדות פשוטות כמו, למשל, אי סבילות לגלוטן בבני אדם עם מחלת צליאק, שיכולה להיווצר באמצעות בכל גיל וניתן להתמודד עם תזונה נכונה, למאות הפרעות מטבוליות שיכולות להופיע מלפני הלידה ולהעמיד את בריאותו של הילד בסיכון מיידי חַיִים.

הפניות

דו פראו, א. (1971). ביולוגיה תאית ומולקולרית. הוא. ברצלונה, ספרד. Omega Editions, S.A.

היקמן, סי. et al. (1998) עקרונות אינטגרליים של זואולוגיה. מהדורה 11 מדריד, ספרד. מקגרו-היל אינטראמריקנה.

להנינגר, א. (1977). בִּיוֹכִימִיָה. מהדורה 2. העיר הוואנה, קובה. אנשי מערכת וחינוך.

מתיוס, סי. et al. (2005). בִּיוֹכִימִיָה. מהדורה שלישית. מדריד, ספרד. פירסון-אדיסון ווסלי.

וילה, סי. (1996). ביולוגיה. מהדורה 8. מקסיקו. מקגרו-היל.