بلاگ

مقدمه

واکنش های شیمیایی در سیستم های بیولوژیکی در حضور کاتالیزورها صورت می گیرد.این کاتالیزورها پروتئین های مخصوصی هستند که آنزیم نامیده می شوند.

در یک واکنش آنزیمی با سوبسترای ویژه خود ترکیب شده و کمپلکس آنزیم-سوبسترا را تشکیل می دهد.در انتهای واکنش سوبسترا به ماده ای به نام محصول تبدیل می گردد و آنزیم نیز بدون تغییر باقی می ماند.

E+S ↔ES →E +Product

آنزیم ها مولکولهای بزرگی هستند که بعضی فقط از پروتئین ساخته شده اند و بعضی دارای گروه های غیر پروتئینی به نام کوفاکتور می باشند.کوفاکتور ممکن است یون فلزی باشد یا مولکول آلی که در این صورت کوآنزیم نامیده می شود.

جایگاه فعال در ساختمان آنزیم ها قسمت کوچکی از مولکول آنزیم است که دارای ساختمان سه بعدی است و در عمل آنزیم ها شرکت می کند.سوبسترا در این محل به آنزیم متصل شده و تشکیل کمپلکس آنزیم سوبسترا را می دهد.سپس با تغییر در ساختمان سوبسترا محصول تشکیل شده و از آنزیم آزاد می گردد.

از خصوصیات برجسته آنزیم ها اختصاصی بودن و قدرت کاتالیتیک آنها است.به طوریکه بعضی آنزیم ها کاملا اختصاصی عمل می کنند.مثل آسپارتاز که واکنش دو طرفه آمونیاک و اسید فوماریک را کاتالیز نموده آسپارتیک تولید می کند.آنزیم آسپارتاز نمی تواند روی فرم D- آسپارتیک اسید و یا مالیک اسید که ایزومر سیس فوماریک اسید است اثر کند.

بعضی آنزیم ها روی تعدادی از ترکیبات که از نظر ساختمانی شبیه هستند،اثر می کنند.مثلا کیموتریپسین،پیوندهای پپتیدی را هیدرولیز می کند که گروه کربونیل آنها مربوط

[vip-members]

به اسیدهای آمینه فنیل آلانین ،تیروزین و تریپتوفان باشد.

مشخص شده که فعالیت کاتالیتیکی برخی از آنزیم ها هنگام مجاورت با اسیدها و بازهای قوی ،حرارت و محلول های آلی از دست می رود.

عوامل موثر بر فعالیت آنزیم ها

عوامل موثر بر فعالیت آنزیم ها عبارتند از :

الف-اثر حرارت

دمایی که در آن یک آنزیم حداکثر فعالیت را از خود نشان می دهد دمای آپتیمم نامیده می شود.

افزایش درجه حرارت سبب افزایش سرعت واکنش های آنزیمی می شود.ولی چون آنزیم ها دارای ماهیت پروتئینی هستند حرارتهای بالا سبب دناتوره شدن و کم شدن فعالیت آنزیم ها می شود. به طوری که ر حرارت های ۸۰-۷۰ درجه آنزیم به کلی غیر فعال می شود.

ب-اثر PH

در یک PH خاص آنزیم حداکثر فعالیت را از خود نشان می دهد که به آن PH اپتیمم گویند.PH‌ اپتیمم برای آنزیم های مختلف متفاوت است مثلا PH اپتیمم آنزیم های پپسین،آمیلاز،آلکالین فسفاتاز و اسید فسفاتاز به ترتیب معادل ۵/۱ ، ۸/۶ ، ۹ و ۵ می باشد.

اگر PH محیط آنزیم از PH اپتیمم آن کمتر و یا بیشتر شود از فعالیت آنزیم کاسته می گردد.

ج-اثر غلظت آنزیم

سرعت واکنش آنزیمی با افزایش غلظت آنزیم به طور خطی افزایش می یابد.

د-اثر غلظت سوبسترا

در غلظت های کم سوبسترا به علت آزاد بودن مولکول های آنزیم ،کمپلکس های آنزیم-سوبسترا تشکیل شده و سرعت واکنش آنزیمی افزایش می یابد.در غلظت های بالاتر سوبسترا به علت اشباع شدن مولکول های آنزیم از سوبسترا سرعت واکنش آنزیمی دیگر افزایش نیافته بلکه در یک حد ثابت باقی می ماند که به آن سرعت ماکزیمم واکنش آنزیمی گویند.

فعالیت بیشتر آنزم ها به وسیله ترکیبات شیمیایی مخصوص مهار می شود.این ترکیبات را مهار کننده می گویند .اثر مهار کنندگی ممکن است برگشت پذیر و یا غیر قابل برگشت پذیر باشد. مهارکننده قابل برگشت به دو دسته تقسیم می شوند:

۱-مهارکننده رقابتی که از نظر ساختمان شبیه به سوبسترای حقیقی آنزیم بوده و با اتصال به جایگاه فعال آنزیم عمل آن را مهار می کنند.

۲-مهار کننده های غیر رقابتی که در محلی غیر از جایگاه فعال آنزیم متصل شده . با تغییر در ساختمان فضایی آنزیم عمل آنزیم را مهار می کنند.مهار کننده های غیر رقابتی شباهتی به سوبسترا ندارند.

مطالعه اثر غلظت آنزیم برسرعت واکنش

آنزیم مورد مطالعه آنزیم رنین می باشد،رنین باعث انعقاد کازئین موجود در شیر می شود و پنیر تشکیل می گردد.

روش کار

سه لوله انتخاب نموده آنها را با علامت A1، A2، A3 مشخص می کنیم ،در هر لوله دو میلی لیتر شیر می ریزیم .سه لوله دیگر در نظر گرفته و با علامت B1 ، B2 ،B3 مشخص می کنیم در لوله B1 یک میلی لیتر رنین و در لوله B2‌ ۲۵/۰ میلی لیتر رنین می ریزیم.سپس به لوله B2 و B3 به ترتیب ۵/۰ و ۷۵/۰ میلی لیتر آب مقطر اضافه می کنیم.لوله های A و B را در بن ماری ۳۷ درجه قرار می دهیم.پس از ۵ دقیقه محتویات لوله A1 را به B1 ،سپس A2 را به B2 و در نهایت A3 را به B3 اضافه نموده و مخلوط میکنیم.پس از ۵ دقیقه و ۱۰ دقیقه و ۱۵ دقیقه انعقاد را در هر سه لوله بررسی کرده و اثر غلظت رنین بر روی سرعت واکنش را مشاهده می کنیم.

مطالعه اثر حرارت های صفر درجه ،۳۷ درجه و ۸۰ درجه بر روی سرعت واکنش آنزیمی

روش کار

دو لوله انتخاب کرده در یک لوله ۲ میلی لیتر شیر ریخته و در لوله دیگر ۱ میلی لیتر رنین می ریزیم.دو لوله را در بن ماری ۳۷ درجه قرار داده و پس از ۵ دقیقه با هم مخلوط می کنیم.پس از ۵ ، ۱۰ و ۱۵ دقیقه انعقاد را بررسی کرده و زمان انعقاد را بررسی کرده و زمان انعقاد را در ۳۷ درجه به دست می آوریم.همین آزمایش را تکرار کرده یک بار در حرارت صفر درجه (در یخ) و بار دیگر در حرارت ۸۰ درجه انجام می دهیم و اثر درجه حرارت را بر روی فعالیت آنزیم را مشاهده می کنیم.

مطالعه اختصاصی بودن آنزیم

آنزیم مورد مطالعه آنزیم اوره آز است که به طور کاملا اختصاصی بر اوره اثر نموده . آن را به کربنات آمونیم تبدیل می کند این آنزیم بر روی تیوره که از نظر ساختمانی شبیه به اوره است بی اثر می باشد.
روش کار

دو لوله آزمایش را با علامت A و B مشخص نموده در لوله A یک میلی لیتر اوره و در لوله B یک لیتر تیوره ریخته سپس به هر کدام دو قطره فنل رد اضافه نموده و بعد از آن مقدار کمی پودر اوره آز اضافه می کنیم و ۵ دقیقه در حرارت ۳۷ درجه قرار می دهیم.فنل رد در محیط اسیدی زرد و در محیط قلیایی قرمز می شود.در لوله ای که حاوی اوره است رنگ قرمز مشاهده می شود و در لوله ای که حاوی تیوره است رنگ زرد دیده می شود.

مطالعه اثر مهار کننده ها بر روی فعالیت آنزیم ها

آنزیم مورد مطالعه آنزیم اوره آز است.کلرور جیوه مهار کننده غیر رقابتی این آنزیم است و در محلی غیر از جایگاه فعال به آنزیم متصل شده و با تغییر در ساختمان این آنزیم عمل آن را مهار می کند.

روش کار

دو لوله را با علامت A و B مشخص کرده و در هر دو یک میلی لیتر اوره ریخته . در لوله A 5/0 میلی لیتر کلرور جیوه و در لوله B 5/0 میلی لیتر آب مقطر می ریزیم سپس چند قطره فنل رد به هر کدام افزوده و بعد از آن کمی پودر اوره آز به هر لوله اضافه نموده و ۵ دقیقه در بن ماری ۳۷ درجه قرار داده با مشاهده رنگ حاصل اثر مهار کنندگی کلرور جیوه را نتیجه می گیریم.

[/vip-members]