אנזימים: מה הם, דוגמאות וסיווג

אנזימים הם חלבונים המזרזים תגובות כימיות המתרחשות ביצורים חיים.

הֵם להאיץ את מהירות התגובות, התורם לחילוף החומרים. ללא אנזימים, תגובות רבות יהיו איטיות ביותר.

במהלך התגובה האנזימים אינם משנים את הרכבם וגם אינם נצרכים. לפיכך, הם יכולים להשתתף מספר פעמים באותו סוג תגובה, בפרק זמן קצר.

כמעט כל תגובות מטבוליזם התאיות מזרזות על ידי אנזימים.

דוגמה לפעילות אנזימים מתרחשת בתהליך העיכול. בזכות הפעולה של אנזימי עיכול, מולקולות מזון מפורקות לחומרים פשוטים יותר.

היעילות של מולקולת אנזים גבוהה מאוד. ההערכה היא שבאופן כללי מולקולת אנזימים מסוגלת להמיר 1000 מולקולות מצע למוצריהן בהתאמה, וזאת בדקה אחת בלבד.

איך הם עובדים?

כל אנזים הוא ספציפי לסוג של תגובה. כלומר, הם פועלים רק על תרכובת מסוימת ומבצעים תמיד את אותו סוג תגובה.

התרכובת שעליה פועל האנזים נקראת באופן כללי מצע. הספציפיות הגדולה לאנזים-מצע קשורה לצורת התלת מימד של שניהם.

האנזים נקשר למולקולת מצע באזור ספציפי שנקרא אתר קישור. לשם כך, גם האנזים וגם המצע עוברים שינוי בקונפורמציה כדי להתאים.

הם משתלבים בצורה מושלמת כמו מפתחות במנעולים. התנהגות זו נקראת תורת נעילת המקשים.

אנזימים ומצעים הפעלת דגם Key-Lock

בין הגורמים המשנים את פעילות האנזימים הם:

טֶמפֶּרָטוּרָה: טמפרטורות תנאי קצב התגובה. טמפרטורות גבוהות במיוחד עלולות לדנטור אנזימים. כל אנזים עובד בטמפרטורה אידיאלית.
pH: לכל אנזים טווח pH שנחשב לאידיאלי. בתוך ערכים אלה הפעילות היא מקסימאלית.
זְמַן: ככל שאנזים ממושך יותר במגע עם המצע, כך יופקו יותר מוצרים.
ריכוז אנזים ומצע: ככל שריכוז האנזים והמצע גבוה יותר, התגובה תהיה מהירה יותר.

אנזימים מסווגים לקבוצות הבאות, לפי סוג התגובה הכימית שהם מזרזים:

אוקסידו-רדוקטאז: תגובות חמצון-הפחתה או העברת אלקטרונים. דוגמה: דהידרוגנאזות ואוקסידאזות.
העברות: העברת קבוצות פונקציונליות כגון אמין, פוספט, אציל וקרבוקסי. דוגמה: קינאזות וטרנסמינאזות.
הידרולזות: תגובות הידרוליזה של קשר קוולנטי. דוגמה: פפטידזים.
כינויים: תגובות לשבירת קשרים קוולנטיים והסרת מולקולות מים, אמוניה ופחמן דו-חמצני. דוגמה: דדהידראטאזות ודקרבוקסילאזות.
איזומרזות: תגובות בין המרות בין איזומרים אופטיים או גיאומטריים. דוגמה: Epimerases.
ליגדותתגובות של היווצרות מולקולות חדשות מהקשר בין שתי אלה שקיימות. דוגמה: סינטטים.

אנזימים נוצרים על ידי חלק חלבון, הנקרא אפואנזים וחלק אחר שאינו חלבון, הנקרא גורם גורם.

כאשר הקופקטור הוא מולקולה אורגנית, הוא נקרא קואנזים. קואנזימים רבים קשורים ל ויטמינים.

מערך האנזים + קופקטורים נקרא הולואנזים.

ראה כמה מהאנזימים העיקריים ופעולותיהם:

קטלאז: מפרק מי חמצן;
פולימראז DNA אוֹ תעתיק הפוך: מזרז שכפול DNA;
לקטאז: מקל על הידרוליזת לקטוז;
ליפאז: מקלה על עיכול השומנים;
פרוטאז: לפעול על פי חלבונים;
שתן: מקל על פירוק אוריאה;
פתיאלין או עמילאז: פועל על השפלת העמילן בפה והופך אותו למלטוז (מולקולה קטנה ביותר);
עַכְּלָן או פרוטאז: פועל על פי חלבונים, משפיל אותם למולקולות קטנות יותר;
טריפסין: משתתף בפירוק חלבונים לא מעוכלים בקיבה.