תהליך אנזימטי: איך אנזימים עובדים

מהו תהליך אנזימטי?

אנזימים הם חלבונים הפועלים כזרזים בתגובות ביוכימיות. הם חיוניים לחיים ונמצאים בכל היצורים החיים. אנזימים אחראים לפירוק המזון, לייצור אנרגיה ולסינתזה של מולקולות חדשות. התהליך האנזימטי הוא התהליך שבו אנזימים מזרזים תגובות ביוכימיות. אנזימים הם מאוד ספציפיים ויכולים לזרז רק תגובות מסוימות. הספציפיות הזו נובעת מצורת האתר הפעיל של האנזים, שהוא החלק של האנזים שנקשר למצע. האתר הפעיל מורכב מחומצות אמינו המסודרות בצורה ספציפית. כאשר הסובסטרט נקשר לאתר הפעיל, האנזים עובר שינוי קונפורמציה, המאפשר את קיום התגובה.

איך אנזימים עובדים

אנזימים פועלים על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה של תגובה. אנרגיית הפעלה היא האנרגיה הדרושה לתגובה. ללא אנזימים, אנרגיית ההפעלה של תגובה תהיה גבוהה מכדי שהתגובה תתרחש. על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה, אנזימים מעלים את הסיכוי להתרחשות התגובה. אנזימים גם מגבירים את קצב התגובה על ידי הגדלת מספר ההתנגשויות בין המצע לאנזים. זה מגדיל את הסיכויים להתרחשות התגובה.

סוגי אנזימים

ישנם שני סוגים עיקריים של אנזימים: אקסוגניים ואנדוגניים. אנזימים אקסוגניים הם אלו המיוצרים מחוץ לגוף, כגון בצמחים ובחיידקים. אנזימים אנדוגניים הם אלו המיוצרים בתוך הגוף, כגון בכבד ובלבלב. ניתן לסווג אנזימים גם לפי תפקידם. אנזימים יכולים להיות מסווגים כאוקסידודורדוקטזות, טרנספראזות, הידרולאזות, ליאזות, איזומראזות, ליגזות וסינטטאזות. לכל סוג של אנזים יש תפקיד מסוים והוא אחראי על תגובה מסוימת.

אוקסידורדוקטז

Oxidoreductases הם אנזימים המזרזים תגובות חימצון-הפחתת. תגובות אלו כרוכות בהעברת אלקטרונים ממולקולה אחת לאחרת. דוגמאות ל-oxidoreductases כוללות דהידרוגנאזות, המזרזות את העברת אטומי המימן, ואוקסידאזות, המזרזות את העברת אטומי החמצן.

העברות

טרנספראזות הם אנזימים המזרזים העברה של קבוצה תפקודית ממולקולה אחת לאחרת. דוגמאות לטרנספראזות כוללות קינאזות, המזרזות העברת קבוצות פוספט, וטרנסאמינאזות, המזרזות העברת קבוצות אמינו.

עיכוב אנזים

עיכוב אנזים הוא התהליך שבו מונעים מאנזימים לזרז תגובה. עיכוב יכול להיות הפיך או בלתי הפיך. עיכוב הפיך מתרחש כאשר מעכב נקשר לאתר הפעיל של אנזים ומונע מהסובסטרט להיקשר. עיכוב בלתי הפיך מתרחש כאשר מעכב נקשר באופן קוולנטי לאנזים ומשבית אותו לצמיתות. ניתן להשתמש בעיכוב כדי לווסת את פעילות האנזימים. לדוגמה, תרופות יכולות לשמש לעיכוב אנזימים המעורבים בתהליכי מחלה. ניתן להשתמש בעיכוב גם כדי לשלוט בקצב התגובה, כמו במקרה של תהליכים תעשייתיים.

תהליך אנזימטי בתעשייה

אנזימים משמשים במגוון תהליכים תעשייתיים. אנזימים משמשים לייצור מוצרי מזון, כגון גבינה ולחם, ולייצור תרופות, כגון אנטיביוטיקה וחיסונים. אנזימים משמשים גם לייצור דלק ביולוגי, כגון אתנול וביודיזל. אנזימים משמשים גם בייצור חומרי ניקוי ומוצרי ניקוי. אנזימים משמשים לפירוק חלבונים, שומנים ועמילנים, מה שמקל על הסרתם מהמשטחים. אנזימים משמשים גם בייצור טקסטיל, כגון כותנה וצמר.

סיכום

התהליך האנזימטי הוא חלק מהותי מהחיים. אנזימים הם חלבונים הפועלים כזרזים בתגובות ביוכימיות. הם מאוד ספציפיים ויכולים לזרז רק תגובות מסוימות. אנזימים פועלים על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה של תגובה והגברת קצב התגובה. אנזימים משמשים במגוון תהליכים תעשייתיים, כגון ייצור מזון, תרופות ודלק ביולוגי. ניתן להשתמש בעיכוב כדי לווסת את פעילות האנזימים.