آنزيم (Enzymes)

آنزيم ها، پروتئين هاي پيچيده (کمپلکس) هستند که توسط همه ي جانداران توليد مي شوند. آن ها نقش بسيار مهمي در اکثر واکنش هاي شيميايي که در ارگانيسم ها رخ مي دهد، بازي مي کنند و اين نقش را با عمل کردن به عنوان کاتاليزور به عهده دارند (کاتاليزورها مواد شيميايي هستند که بدون اين که توسط واکنش شيميايي دچار تغيير شوند، سرعت انجام واکنش را تغيير مي دهند. ) در اغلب موارد آنزيم ها به واکنش ها کمک مي کنند تا زودتر از زماني که آنزيمي وجود ندارد، آغاز شوند و اين کار را با افزايش سرعت فرآيندهاي سوخت و سازي انجام مي دهند. بدون آنزيم ها يک ارگانيسم نمي تواند به طرز صحيح کار کند، زيرا فرآيندهاي متابوليکي همانند تنفس: گوارش و فوتوسنتز، زمان بسياري خواهند برد.

ساختار و فعاليت هاي آنزيم ها
 

همانند همه ي پروتئين ها، آنزيم ها از زنجيرهاي آمينواسيد که به يکديگر متصل هستند، تشکيل شده اند. آمينو اسيدهاي درون هر نوع آنزيم داراي آرايش اختصاصي هستند. پيوندهاي بين آمينو اسيدهاي مختلف در زنجيره ها، ضعيف هستند و مي توانند در شرايطي همانند دما هاي بالا يا سطوح بالاي اسيدها، گسسته شوند. هنگامي که پيوندها گسسته مي شوند آنزيم ها کارکرد خود را از دست مي دهند و گاهي بيماري رخ مي دهد. هزاران آنزيم مختلف براي کارکرد طبيعي بدن انسان نياز است. که معمولاً هر کدام از آن ها فقط روي يک نوع ماده ي شرکت کننده ي در واکنش عمل مي کنند و فقط يک نوع واکنش را کاتاليز مي کنند (کاتاليز کردن به معناي تسريع کردن است). آنزيم ها بر اساس نوع واکنشي که آن را کاتاليز مي کنند و نوع مواد شرکت کننده در واکنش که روي آنها عمل مي کنند، دسته بندي مي شوند. به جز يکي دو استثناء، نام هاي آنزيم ها با عبارت ase پايان مي يابند همانند ليپاز ( lipase)، پروتئاز ( protease) و آميلاز (Amylase).
بيشتر فرآيندهاي متابوليکي (سوخت و سازي) با دسته اي از تعداد زيادي تغييرات شيميايي مختلف سروکار دارند. به طور مثال در گوارش، واکنش هاي شيميايي مجزايي در دهان، معده و روده رخ مي دهند. آنزيم هاي مشخصي پروتئين ها، کربوهيدرات ها و مولکول هاي چربي هاي غذا را به مولکول هاي کوچکتر تبديل مي کنند. آنزيم هاي ديگر در رساندن اين مولکول هاي کوچکتر به رگ هاي گردش خوني کمک مي کنند.
سطح هر نوع از مولکول آنزيم ها به طرز منحصر به فردي به شکل شياردار درآمده است. اين منطقه موضع فعال نام دارد. يک منطقه ي فعال به طوري شکل داده شده است. که فقط نوع مشخصي از مواد شرکت کننده در واکنش بتوانند به آن بچسبند. برخي مواقع آنزيم ها و مواد شرکت کننده در آزمايش در نتيجه ي برخوردهاي مولکولي به يکديگر مي چسبند. اما اغلب به کمک ديگر مواد شيميايي نياز است. اين مواد شيميايي شامل اتم هاي فلز داراي بار الکتريکي با نام کوفاکتور و مولکول هاي آلي (معمولاً ويتامين ها ) با نام کوآنزيم مي باشند. يکي از راههايي که کوفاکتورها از طريق آن عمل مي کنند خنثي کردن بارهاي الکتريکي مشابهي است که ممکن است آنزيم ها و مواد شرکت کننده در واکنش داشته باشند. به اين ترتيب آن ها يکديگر را دفع نخواهند کرد. از جمله راه هايي که کوآنزيم ها از طريق آن عمل مي کنند، حمل کردن و رساندن مولکول هاي مواد شرکت کننده در واکنش به آنزيم ها مي باشد. هنگامي که مولکول هاي مواد شرکت کننده در آزمايش به مولکول آنزيم مي چسبند، آمينواسيدهاي آنزيم با ماده ي مذکور واکنش نشان مي دهد. اين واکنش ماده ي مذکور را به محصولاتي تبديل مي کند که براي ارگانيسم قابل استفاده مي باشد (معمولاً از طريق شکستن پيوندهاي خاصي اين عمل صورت مي گيرد ) هنگامي که واکنش کامل شد مولکول هاي آنزيم محصول را آزاد مي کنند. آنزيم در اثر واکنش تغيير نمي کند و مي تواند با مولکول هاي بيشتري از مواد شرکت کننده در آزمايش ترکيب شود.
سلول هاي مختلف، شامل آنزيم هاي مختلف مي شود. برخي از آنزيم ها در همه ي سلول ها يافت مي شوند و برخي فقط در سلول هاي خاصي پيدا مي شوند. برخي از آنزيم ها هميشه در يک سلول موجود هستند و برخي ديگر فقط هنگامي که لازم باشد توسط سلول توليد مي شود.

کاربرد آنزيم ها
 

علاوه بر عملکرد طبيعي در درون ارگانيسم ها آنزيم ها استفاده هاي ارزشمند پزشکي و صنعتي دارند. در پزشکي از آنزيم ها براي درمان عوارضي که به علت کمبود آنزيم رخ داده است استفاده مي شود. همانند مشکلات گوارشي که به بيماري لوزالمعده مربوط مي باشد. هم چنين آنزيم ها براي کمک به التيام زخم ها و حل کردن لخته هاي خوني به کار مي روند. در صنعت آنزيم ها در فرآيندهايي همانند دلمه کردن پنير و تخمير نان استفاده مي شود.
آنزيم ها را مي توان از گياهان، باکتري ها، قارچ ها و اعضاي حيوانات استخراح کرد. توليد آن ها در آزمايشگاه به علت پيچيدگي زنجيرهاي آمينواسيدهايشان مشکل است. در سال 1968 ( RIBONUCL EASE()

اولين آنزيمي شد که در آزمايشگاه ساخته شد.
 

کشف آنزيم ها
آنزيم ها در ابتدا مخمر ناميده مي شدند، زيرا اولين بار عملکرد آنزيم ها در فرآيند تخمير مشاهده شد. در اوايل قرن نوزدهم ميلادي شيميدان فرانسوي لوييس پاستور (Louis pasteur) ادعا کرد که فرآيند ميکروبي عامل تخمير مي باشد. مطالعات بعدي ثابت کرد که تخمير نتيجه ي عملکرد ماده اي پروتئيني است که توسط ميکروارگانيسم ها توليد شده است. اين پروتئين هم اکنون به عنوان يک آنزيم شناخته مي شود.
منبع
Howstuffworks.com
ترجمه هايي براي شاخه اصطلاح شناسي علمي
/ع