تحقیق آنزیم به عنوان کاتالیزور

دسته بندي : علوم پزشکی » پزشکی
مقدمه
Introduction
1-1- آنزيم ها بعنوان کاتاليزور Enzymes as catalysts
آنزيم ها گروه ويژه اي از پروتئين ها هستند و توسط سلول هاي زنده بمنظور ايفاي نقش کاتاليزوري در بيش از هزاران واکنش بيوشيميايي که جزيي از متابوليسم سلولي را تشکيل مي دهند ساخته مي شوند. امروزه متجاوز از 2000 آنزيم متفاوت شناخته شده است و روز بروز بر تعداد آنها نيز افزوده مي شود. از آنجائيکه در دما و pH فيزيولوژيک، واکنش هاي بدون کاتاليزور، با سرعتي کمتر از حد لازم براي حفظ فعاليتهاي حياتي پيش مي روند، لذا وجود آنزيم ها براي متابوليسم ضروري است. بعنوان مثالف در هضم مواد غذايي توسط سيستم گوارشي، آنزيم هاي مختلفي شرکت دارند که هيدروليز پروتئين ها به اسيدهاي آمينه، پلي ساکاريدها به قندهاي سازنده و غيره (بسته به مقدار و نوع ماده غذايي) را طي مدت زمان 3 الي 6 ساعت کاتاليز مي نمايند. و اين در حالي است که واکنش هاي مشابه در غياب آنزيم طي مدت متجاوز از 30 سال به نتيجه خواهند رسيد!
آنزيم ها نيز مثل همه کاتاليزورها از قوانين معمول کاتاليز واکنش ها پيروي مي کنند. در نتيجه با توجه به قوانين ترموديناميکي، يک کاتاليزور قادر به تسريع يک واکنش امکان ناپذير نيست. کاتاليزور در طي واکنش بمصرف نمي رسد و تعداد بسيار ناچيزي از مولکول هاي آن قادر است يک واکنش را بدفعات زياد کاتاليز نمايد. و در نهايت اينکه يک کاتاليزور نقطه تعادل واکنش را تغيير نمي دهد. در نقطه تعادل واکنش، سرعت واکنش روبه پيش برابر با سرعت واکنش در جهت عکس آن خواهد بود و در آن نقطه سوبسترا و محصول واکنش هر کدام داراي غلظت تعادلي معيني خواهند بود که از خصوصيات ويژه آن واکنش محسوب مي شود. اين نقطه تعادل ممکن است در جهت بيشينه حضور محصول واکنش مانند : 1% سوبسترا: 99% محصول يا به نفع سوبسترا موردي مانند، 80% : 20% و يا بصورت تعادل همگن مانند 50% : 50% باشد. براي مثال ايزومريزاسيون گلوکز به فروکتوز توسط آنزيمي به نام گلوکز ايزومراز کاتاليز مي شود. وقتي واکنش از حالت 100% گلوکز شروع شده و در جهت رسيدن به تعادل پيش رود، بعد از برقراري حالت تعادل، 45% فروکتوز و 55% گلوکز خواهيم داشت. کاتاليزور نقطه تعادل واکنش را تغيير نمي دهد، اما از زمان لازم براي رسيدن به حالت مزبور مي کاهد. آنزيم ها از نقطه نظر موارد ذکر شده تفاوتي با ساير کاتاليزورها ندارند، اما دو ويژگي خاص خود را دارند بطوريکه ميزان حضور آنها محدودتر از ديگر کاتاليزورها بوده و ديگر اينکه در مقايسه از ويژگي و فعاليت کاتاليزوري بمراتب بالاتري برخوردارند.
ويژگي عمل و جايگاه فعال
شايد بتوان گفت بارز ترين خصوصيت واکنش هاي آنزيمي ويژگي عمل آنها است. کاتاليزورهاي شيميائي انتخابگري بسيار محدودي نشان مي دهند، حال آنکه آنزيم ها ويژگي بسيار بالائ