الكيمياء الحيوية: الأنزيمات

اليوم كأي يوم عادي في المعدة والإثنا عشر، والسكان يقضون أوقاتا سعيدة. لكن ما هذا؟ أشياء تتساقط من الأعلى. على الجميع العمل بسرعة! الأبطال فقط يمكنهم معالجة ذلك! يجب استدعاء فرقة الأنزيمات! هذا ليس فيلم أكشن، وهو يحدث في أجسامنا طوال الوقت! الأنزيمات والبروتينات تنظم الكثير من العمليات التي تحدث في الجسم. بأبطالهم الخارقين يمكنهم تسريع تفاعلات كيميائية عديدة بطيئة الحدوث عادة بدونها. إنها محفزات. يختص كل أنزيم بتفاعل محدد، ولا يتعامل إلا معه. مثلا، يُجيد الأميليز تقسيم جزيئات النشا إلى سكريات. لكن لا يمكنه التعامل مع أي خصوم آخرين، كالبروتينات مثلا. الأنزيم الذي يمكنه التعامل مع البروتينات هو البروتياز، والذي يُجزؤه إلى أحماض أمينية. تختص أنزيمات أخرى في ربط الجزيئات المختلفة ببعضها لتكون سلاسل أطول ومواد أكثر تعقيدا. التفاعلات الكيميائية عادة تكون أكثر تعقيدا وتحدث عبر عدة خطوات، لذا على بعض الأنزيمات العمل في فرق لإكمال المهمة. سينثيز الجليكوجين مثلا يتعاون مع أنزيمات أخرى لتحويل الجلوكوز إلى جليكوجين. تماما كالأبطال الخارقين، لبعض الأنزيمات أيضا أصدقاء مخلصون، جزيئات من غير الأنزيمات تُشغل الأنزيمات، وتساعدها على أداء وظيفتها - العوامل المرافقة. لكن هل لاحظت شيئا مميزا في إسمها - الأميليز، البروتياز، السينثيز...؟ جميعها تنتهي بـ "إيز"! هذا الجزء من اسم كل أنزيم يخبرنا بالعملية أو المادة - أو الركيزة - التي يتعامل معها. لكن الأنزيمات التي ذكرناها ليست الوحيدة. هناك المئات من الأنزيمات المختلفة داخل الجسم تعمل على مدار الساعة! لننظر لعمل أحدها! جزء اللاكتوز هذا يوجد في الحليب، ويصعب على الأمعاء امتصاصه لكبر حجمه. إن لم يتجزأ، فسيصل في النهاية إلى القولون، حيث تقوم البكتيريا بتخميره، فيسبب ذلك أعراضا مؤذية كالانتفاخ وألم المعدة والغازات وحتى الإسهال. لكن ها قد أتى اللاكتيز من فرقة الأنزيمات! لأنزيم اللاكتيز شكل مميز بمنطقة تسمى الموقع النشط، تتسع لجزيئات اللاكتوز بشكل ممتاز. يرتبط اللاكتوز واللاكتيز معا لتكوين مركب ركيزة أنزيمية. يطبق اللاكتيز قواه الخارقة لتسريع التفاعل الذي يُجزئ جزيء اللاكتوز لسكريات بسيطة ٠ الجلوكوز والجالاكتوز. هذه الجزيئات البسيطة هي نواتج التفاعل الذي حدث للتو. عندما يكتمل التفاعل، يُحرر اللاكتيز منتجات يستطيع الجسم الآن امتصاصها. يبقى الأنزيم نفسه كما هو، ويمكنه الانتقال لجزيئات لاكتوز أخرى. لكن هذه الأبطال لها نقطة ضعف. إنها حساسة جدا، ولا يمكنها القيام بمهامها إلا في ظروف محددة أو مثالية، كدرجة الحرار والحموضة المناسبة. خارج تلك الظروف المثالية، يقل نشاطها كثيرا. إذا ارتفعت الحرارة كثيرا، أو تغيرت البيئة بشدة، فيمكن أن يتغير الأنزيم ولا يعود قادرا على أداء وظيفته مجددا. انه يتمسخ. معظم الوقت، يحافظ الجسم على درجة حرارته، لتتمكن الأنزيمات من العمل. لكن الأنزيمات توجد خارج الجسم أيضا، وتستخدم عادة لتحفيز التفاعلات الكيميائية، في الصناعات الغذائية مثلا. تمت السيطرة على الوضع في المعدة والإثنا عشر، بفضل قيام فرقة الأنزيمات بواجبها! ماذا سيفعل العالم بدون أبطال مثلكم؟