Doc4 ENZYMES .pdf

‫اإلنزيمات ‪Enzymes‬‬
‫بعد دراستنا للبروتينات بصورة عامة في الباب السابق نركزز االهتمزا فزي هز ا البزاب علزم هز‬

‫قس من البروتينات وهي اإلنزيمات‪ .‬تعمل اإلنزيمات علم سير التفاعالت فزي اننممزة الة زة‬

‫وتمتززاز بالفعال ززة والسززرعة باإللززافة صلززم الت ص ز‬
‫ات هم ة كبيرة‪.‬‬

‫الكبيززر فززي العمززل ممززا يكعلتززا مركبززات‬

‫صن د ارسززة اإلنزيمززات وفتز مل ززة عملتززا مكننززا مززن فتز ولززب الومززا ب الةيو ززة التززي ت ززو بتززا‬

‫ال ال ا‪ .‬فعمل ات االن سزا والتلزاعب نوانتزاو وةفزل الةاقزة وكز ا الزدورات الةيو زة الم تلفزة و‬
‫بن ززال البروتين ززات وانورز ز ة وويره ززا مز زن المركب ززات التام ززة كلت ززا عمل ززات ت ززو بت ززا صنزيم ززات‬
‫م تلفززة‪ .‬باإللززافة صلززم لززم فاإلنزيمززات قابلززة للتنمز للتكيززب مز مززرو‬

‫الوسز واةت اكززات‬

‫الكززا ن‪ .‬وبصززورة عامززة فززفن المةافمززة علززم الة ززاة فززي ال ل ززة هززو نتيكززة عمززل منسززق مةك ز‬

‫لعدد كبير كدا من اإلنزيمات‪.‬‬

‫صن لدراسة اإلنزيمات ك لم هم ة كبيرة من الناة زة التةب زة ف فتزو فيزدنا فزي فتز ومعالكزة‬
‫الكثير من انمراض الناتكة من لزل فزي عمزل اإلنزيمزات نسزباب فيزيولوك زة و وراث زة‪ .‬كمزا‬
‫ن ق اس نراط بعض اإلنزيمات في سوا ل الكس عد مؤر ار هاما لتر‬

‫بعزض انمزراض‬

‫و عالكتززا‪ .‬و تسززت د اإلنزيمززات ةال ززا فززي م ززادين كثي زرة ومتنوعززة فززي الصززناعات الك م او ززة‬
‫والغ ا ة وفي الزراعة باإللافة صلم است دامتا في التندسة الوراث ة في ن ل ورب المورثات‪.‬‬
‫واإلنزيمات هي بروتينات تصن دا ل ال ال ا وتتميز بمايلي ‪:‬‬
‫‪ -1‬ال درة الكبيرة في اإلسراع من التفاعالت الك م ا ة‬
‫‪ -2‬الت ص‬

‫الكبير في العمل‬

‫‪ -3‬عملتا قابل للتنم لالستكابة لمتةلبات الة اة دا ل ال ل ة‪.‬‬
‫‪ -4‬ال يؤثر اإلنزي علم تغيرات الةاقة وال علم ثابت االتزان‪.‬‬

‫‪61‬‬

‫‪ -5‬كون تركيز اإلنزي صغير كدا م ارنة بتركيز المادة التي عمل عليتا‪.‬‬
‫العوامل المؤثرة علم نراط اإلنزي ‪:‬‬

‫‪-1‬تركيز اإلنزي ‪ :‬يتناسب نراط سسزرعةا اإلنززي ةزردا مز تركيزز اإلنززي ف ةيز‬

‫يتلزاعب‬

‫النراط بتلاعب التركيز‪.‬‬

‫‪-2‬الة اررة ‪ :‬لكل صنزي دركة ة اررة كون عنزدها النرزاط عمم زا وتسزمم بدركزة الةز اررة المثلزم‬
‫‪.optimal temperature‬‬

‫‪ : pH -3‬لكززل صنززي دركززة ‪ pH‬مثلززم كززون عنززدها النرززاط عمم ززا‪ .‬بعززض اإلنزيمززات تكززون‬
‫كثززر نرززاةا فززي انوسززاط الةامل ز ة وبعلززتا كززون نرززةا فززي انوسززاط ال اعد ززة‪ .‬والززبعض‬

‫اآل ر في انوساط المتعادلة‪.‬‬
‫تسمية وتقسيم اإلنزيمات‬
‫لكززل صن ززي صس ز‬

‫ززا‬

‫بززا ف فززبعض اإلنزيمززات تع ز صس ز المززادة التززي تعمززل عليتززا بفلززافة‬

‫الم ة ز زازز ز‪ase‬ز مثززل يوريززاز ‪ urease‬و ركينززاز ‪ arginase‬و ‪ ATPase‬لكززن بعززض‬
‫اإلنزيمات لتا سمال العالقزة لتزا بمزواد التفاعزل مثزل صنززي تربسزين و ك موتريبسزين ‪ .‬صن هز‬

‫ال اعززدة فززي التسززم ة ل سززت دق ززة وقززد دت فززي الكثيززر مززن الةززاالت صلززم صعةززال نفززس االس ز‬

‫إلنزيمززات م تلفززة و سززمال م تلفززة لززنفس اإلن ززي ‪ .‬ونم ز ار للزيززادة الكبي زرة فززي عززدد اإلنزيمززات‬
‫المكترززفة كززل يززو ولتفززاد االلتبززاس الموكززودة فززي ةري ززة التسززم ة الت ليد ززة ت ز اعتمززاد نمززا‬

‫علم ززي وع ززالمي لتس ززم ة وت سز ز اإلنزيم ززات مم ززا مك ززن العلم ززال م ززن تص ززنيب والتع ززر عل ززم‬

‫اإلنزيمات‪.‬‬
‫عتمزد هز ا النمزا علزم ت سز اإلنزيمزات صلزم ‪ 6‬قسزا ر سز ة لز كزل منتزا عزددا مزن تةززت‬

‫انقسزا كمزا لز كزل قسز عزددا مزن تةزت تةزت انقسزا والتزي لز كزل منتزا مكموعزة مززن‬
‫اإلنزيمات ت تلب في نوع المادة التي عمل عليتا اإلنزي ‪.‬‬

‫كما يت في ه ا النما تسم ة اإلنزيمزات باسز علمزي يتكزون مزن كززين ةزدهما عزدد مكزون‬

‫مزن ‪ 4‬رقزا‬

‫مثزل كزل منتزا علزم التزوالي سمزن ال سزار صلزم ال مزينا ف رقز ال سز وتةزت ال سز‬
‫‪62‬‬

‫وتةززت تةززت ال سز ثز اإلنززي بينمززا يتكززون الكزززل الثززاني مززن صسز علمززي مفصززل ةتززو علزم‬
‫نوع التفاعل ونوع مادة التفاعل‪.‬‬
‫مكونات اإلنزيم‬

‫ولزب اإلنزيمزات التزي تمزت تن يتتززا لةزد اآلن هزي بروتينزات تتززعثر بزنفس العوامزل المزؤثرة علززم‬

‫البروتينات ويرتب عملتا بالمةافمة علم بن زة وتسلسزل انةمزاض انمين زة‪ .‬وت سز اإلنزيمزات‬
‫من ةي‬

‫المكونات صلي قسمين ‪:‬‬

‫‪ -1‬صنزيمات بس ةة تتكون من ةماض مين ة ف ‪.‬‬

‫‪ -2‬صنزيمز ززات مركبز ززة تتكز ززون ‪ -‬باإللز ززافة صلز ززم انةمز ززاض انمين ز ززة ‪ -‬مز ززن مكموعز ززات ويز ززر‬
‫بروتين ززة و يونززات و كالهمززا‪ .‬سززمم الكزززل ويززر البروتينززي بالعامززل المسززاعد ‪ cofactor‬و‬

‫مسززاعد اإلن ززي ‪ coenzyme‬ف وقززد كززون المسززاعد يززون مثززل الةديززد ‪ +Fe2‬الزنززم ‪ Zn+2‬ف‬

‫النةزاس ‪ Cu+2‬و علزو مثزل ‪ NAD+‬و ‪ .Co-enzyme A‬كمزا سزمم الكززل البروتينزي‬
‫مز ززن اإلن ز ززي بز ز ز ‪ Apoenzyme‬و كز ززون الكز زززل البروتينز ززي وويز ززر البروتينز ززي اإلن ز ززي الكامز ززل‬

‫‪ .Holoenzyme‬يززت تصززن‬

‫العديززد مززن المسززاعدات اإلنزيم ززة فززي الكس ز مززن الفيتامينززات‬

‫الموكودة في الغ ال‪.‬‬
‫الموقع الفعال لإلنزيم ‪actif site‬‬

‫وهو المنة ة من اإلنزي التي ترتب بتا مزادة التفاعزل والتزي تةتزو علزم انكززال التزي ترزارم‬
‫في التفاعل مباررة‪ .‬و متاز الموق الفعال لإلنزي بمايلي‪:‬‬

‫‪ -1‬ع ز ةيززز صززغير مززن اإلن ززي ف‬
‫مباررة‪.‬‬

‫‪ -2‬ع‬

‫ن ولززب انةمززاض انمين ززة ال ترززارم فززي التفاعززل‬

‫ركل ثالثي انبعاد وقد يتكون مزن ةمزاض مين زة بعيزدة عزن بعلزتا فزي التسلسزل‪.‬‬

‫فززفنزي اللي ززوزي مززثال يتك زون موقعززا النر ز مززن انةمززاض انمين ززة ‪ 35‬ف ‪ 52‬ف ‪ 62‬ف ‪ 63‬ف‬

‫‪ 101‬ف ‪.107‬‬

‫‪63‬‬

‫‪ -3‬تكون الرواب بين مادة التفاعل واإلنزي في الموق الفعال لع فة ستل تكسيرها‪.‬‬
‫‪ -4‬هنززام تكامززل فززي الرززكل الف اروززي بززين مززادة التفاعززل والموقز الفعززال لإلن ززي رززبا التكامززل‬

‫بززين ال فززل والمفتززاب‪ .‬فززي بعززض اإلنزيمززات كززون ه ز ا التكامززل موكززودا فززي وكززود وفززي و ززاب‬
‫مادة التفاعل بينما يت التكامل في بعض اإلنزيمات ف ز عنزد صقتزراب مزادة التفاعزل التزي تةفزز‬

‫اإلنزي لتغيير ركلا الفراوي ف صبح مكمال لركل مادة التفاعل ‪.‬‬
‫حركية التفاعالت اإلنزيمية ‪enzyme kinetics‬‬
‫وهززي د ارسززة سززرعة التفاعززل وتغيراتتززا م ز الرززروط التكريب ززة إلسززتنتاو العديززد مززن صززا‬

‫اإلنزي وةري ة عملا‪ .‬ومن بس ةرق دراسة ةرك ة اإلنزيمات هو دراسة العالقة بين سزرعة‬
‫التفاعل وتركيز مادة التفاعل‪.‬‬
‫عنززد رس ز العالقززة بززين التركيززز الم زوالر لمززادة التفاعززل ‪ ]S‬و السززرعة اإلبتدا ززة ‪ Vo‬نةصززل‬
‫علززم منةنززم برززكل قة ز نززاق‬

‫‪ . hyperbolic‬فززي التراكيززز المن فلززة لز ز ‪ S‬تكززون هنززام‬

‫عالقززة ة ززة بززين ‪ ]S‬و ‪ Vo‬وفززي التراكيززز العال ززة ت ززل الزيززادة فززي ‪ Vo‬تززدريك ا صلززم ن ةززة‬

‫تتوقب فيتا ‪ Vo‬عن الزيادة رو زيادة ‪ ]S‬وتسمم ه بالسرعة ال صوى ‪.Vmax‬‬

‫تز صقتزراب هز الةرك زة مزن ةزر العالمزان ‪ Leonor Michaelis‬و ‪ Maud Menten‬فزي‬

‫‪ 1913‬و عتمد ه ا االقتراب علم تكوين المع د ‪ ES‬كمرةلة وسة ة قبل صعةزال النزواتح ةسزب‬
‫المعادلة عال ‪.‬‬

‫هنام دلة تكريب ة كثيرة تثبت وكود المع د ‪ ES‬منتا‪:‬‬

‫‪ -1‬تمكززن العلمززال مززن رؤ ززة المع ززد ‪ ES‬تةززت المكتززر اإللكترونززي فززي بعززض الةززاالت مثززل‬
‫المع د الناتح من صرتباط صنزي ‪ ADN‬بول مراز بمادة التفاعل س‪ADN‬ا عند التلاعب‪.‬‬

‫‪-2‬بفست دا ةيود انرعة السين ة لوةل فرق في تركيب اإلنزي في ةالة ‪ E‬والمع د ‪.ES‬‬
‫‪ -3‬ص ا كزان اإلنززي ةتزو علزم مكموعزة ويزر بروتين زة ات ةيزب صمتصزا‬

‫معزين ف فززفن‬

‫ه ا الةيب يتغير ثنال التفاعل مري ار صلزم صرتبزاط هز المكموعزة بمزادة التفاعزل ممزا لزل مزن‬

‫صمتصاصتا‪.‬‬
‫‪ -4‬عززد تغي ززر الس ززرعة ف ززي التراكي ززز المرتفع ززة لمززادة التفاع ززل ر ززير صل ززم تر ززب اإلنز ززي بمززادة‬
‫‪64‬‬

‫التفاعل وهو دليل وير مبارر علم وكود المع د ‪. ES‬‬
‫يتواكد اإلنزي عادة في صةزدى صزورتين ‪ :‬ةزرة ‪ E‬ومرتبةزة ‪ . ES‬فعنزد التراكيزز المن فلزة ل ز‬

‫‪ S‬تكون ولب كزي ات اإلنزي في الصورة الةرة ‪ E‬بينما كون العكس في التراكيزز المرتفعزة ف‬
‫و صززبح اإلن ززي كلززا م زرتب ‪ ES‬عنززد ‪ Vmax‬ف وعنززد ه ز الن ةززة كززون اإلن ززي مرززب بمززادة‬

‫التفاعل ‪ S‬بةي‬

‫ن زيادة ‪ ]S‬ال يؤثر علم السرعة‪.‬‬

‫للةصول علم المنةنم عمل زا يزت صلزافة تركيزز مةزدد وصزغير مزن اإلنززي لتركيزز عزالي مزن‬
‫مززادة التفاعززل ‪ S‬ف وبعززد المرةلززة اإلبتدا ززة الس زريعة كززدا يكززرى التفاعززل فززي مززرو‬

‫ةرك ززة‬

‫ثابتة سعند ‪ Vmax‬ا ف لز لم فزفن الةرك زة المدروسزة هنزا هزي ةرك زة الةالزة الثابتزة ‪steady‬‬
‫‪. state kinetics‬‬

‫السرعة االبتدائية‬

‫تركيز مادة التفاعل‬

‫مكن التعبير عزن العالقزة السزاب ة بزين ‪ ]S‬و ‪ Vo‬كم زا بمعادلزة تعزر بمعادلزة م كزا يل س ‪-‬‬
‫منتن ‪:Michaelis-Menten equation‬‬

‫ةيز‬

‫‪ KM‬ثابززت م كززا يل س‪-‬منززتن ال ز‬

‫عنززد ص ززتال‬

‫ت تلززب ق متززا مززن صن ززي آل ززر وةتززم لززنفس اإلن ززي‬

‫مززادة التفاعززل‪ .‬و مكززن مززن العالقززة السززاب ة صيكززاد صز غة‬

‫الثابت كما يلي ‪:‬‬
‫‪65‬‬

‫ززرى للتعبيززر عززن هز ا‬

‫]‪Km = ]S‬‬

‫مززن ززالل العالقززة السززاب ة مكززن تعريززب ‪ Km‬بعنززا تركيززز مززادة التفاعززل ‪ ]S‬عنززدما تكززون‬

‫السرعة اإلبتدا ة ‪ Vo‬مساو ة لنصب السرعة ال صزوى ‪ Vmax‬ف ومزن لزم فزفن ‪ Km‬عبزر‬

‫عنززا بوةززدات التركيززز سمززول لا‪ .‬تت زراوب ق مززة ‪ Km‬نولززب اإلنزيمززات بززين ‪ 10-1‬و ‪10-7‬‬
‫مول لتر سالكدولا ‪.‬‬
‫قيم ‪ Km‬لبعض اإلنزيمات المعروفة بالنسبة لمواد التفاعل‬
‫مادة التفاعل‬

‫تعبر ق مة ‪ Km‬عن مدى كا ب ة اإلنزي لمادة التفاعل ‪ S‬ةي‬

‫إسم اإلنزيم‬

‫تتناسب ق مة ‪ Km‬عكسزا مز‬

‫ه الكا ب ة ف ل لم ففن نفس اإلنزي قد تكون لا كا ب ة م تلفة لمواد التفاعل الم تلفة‪.‬‬

‫مكن تةويل عالقة م كا يل س ‪ -‬منتن كبريا صلم صورة كثزر فا زدة مزن الناة زة العمل زة و لزم‬

‫بفيكاد العالقة بين م لوب ‪ Vo‬و م لوب ‪. ]S‬‬

‫‪66‬‬

‫الةل ن العالقة ة ة مزن النزوع‬

‫عس س ‪ +‬ب وتسزمم بفسز العزالمين ‪ Linweaver‬و‬

‫‪ Burk‬ال ز ين صسززت ركا ه ز العالقززة نول م زرة ‪ .‬بمززا ن العالقززة ة ززة ففنتززا تسززمح بتةديززد‬

‫دقيززق ل متززي ‪ KM‬و ‪ Vmax‬و لززم مززن ن ززاط ت ززاة المنةنززم ال ةززي مز المةززور العمززود‬
‫وانف ي سالركلا ‪.‬‬

‫هنام مصةلح م ر هزا فزي علز اإلنزيمزات سزمم رقز التةزول ‪ turnover number‬ويرمزز‬

‫لا بالرمز ‪ kcat‬وهو عدد كزي ات مادة التفاعل المةولة بواسةة كز ل واةد من‬

‫اإلنززي فززي وةززدة الزززمن عنززدما كززون اإلنززي مرززب بمززادة التفاعززل ‪ .‬و مكززن ةسززاب هز ا الززرق‬
‫من العالقة التال ة‪:‬‬

‫ةي‬

‫‪]ET]= [E] + [ES :‬‬

‫و كون لكل صنزي رق تةول ا‬

‫صلم نواتح سالكدولا‪.‬‬

‫با عبر عن مزدى سزرعة اإلنززي فزي تةويزل مزادة التفاعزل‬

‫‪67‬‬

‫ق ‪ Kcat‬لبعض اإلنزيمات المعروفة‬
‫إسم اإلنزيم‬

‫مادة التفاعل‬

‫عتبزر ‪ Km‬و ‪ Kcat‬مؤرزران هامزان فزي د ارسزة اإلنزيمزات وم ارنزة نرزاةتا ةيز‬
‫منتمززا صلززم صززا‬

‫رزير كززل‬

‫م تلفززة يتميززز بتززا اإلنززي ‪ .‬ونمز ار لز لم صقتززرب بعززض العلمززال صسززت دا‬

‫كال المؤررين معا للداللة بصورة راملة علم مدى فعال ة اإلنزي ‪.‬‬

‫عندما كون ‪ ]S‬صغير كدا م ارنة م‬

‫‪ Km‬ففن معادلة م كا يل س تصبح كما يلي‪:‬‬

‫عيتبززر بع ززض العلم ززال ن النس ززبة ب ززين ‪Kcat‬و ‪ Km‬ه ززي مؤر ززر كث ززر دالل ززة عن ززد م ارنززة‬
‫فعال ة اإلنزيمات ف اصة في الرروط ال لو ة التزي ت تلزب كثيز ار عزن الرزروط التكريب زة فزي‬

‫الم بر‪ .‬وتتراوب ق مة ه ا المؤرر بين ‪ 810‬و ‪. 910‬‬

‫قيم ‪ Kcat‬لبعض اإل نزيمات المعروفة‬
‫مادة التفاعل‬

‫‪68‬‬

‫إسم اإلنزيم‬

‫المثبطات اإلنزيمية ‪Inhibitors‬‬
‫المثبةززات اإلنزيم ززة هززي مركبززات و يونززات توقززب و ت لززل مززن نرززاط اإلن ززي ف ووالبززا مززا‬
‫كون ه ا التثب‬

‫عامل تنم في اننممة الة ة‪ .‬و مكن تل‬

‫مايلي ‪:‬‬

‫‪ -1‬توفر معلومات هامة ةول ت ص‬

‫هم زة د ارسزة المثبةزات فزي‬

‫اإلنزيمات‪.‬‬

‫‪ -2‬تةديد نوع المكموعات الفعالة في الموق النر لإلنزي ‪.‬‬
‫‪ -3‬التعر علم مل ة عمل اإلنزيمات‪.‬‬

‫‪ -4‬لت ززا هم ززة كبيز زرة كعدو ززة لوق ززب نر ززاط صنزيم ززات تل ززر بص ززةة اإلنس ززان ف سز زوال كان ززت‬
‫اإلنزيمات تابعة لإلنسان و لكا ن مسبب للمرض‪ .‬ومن مثلة رتر المثبةات البنسزيلين الز‬
‫يثب اإلنزيمات المصنعة لكدار البكتريا مما من تلاعب البكتريا وتكاثرها‪.‬‬

‫‪ -5‬د ارسززة الززدورات الةيو ززة فززي الميتززابوليز وتسلسززل التفززاعالت فيتززا ال مكززن ن يززت بززدون‬
‫االستعانة بالمثبةات‪.‬‬

‫ت س المثبةات عادة صلم نوعين ‪ :‬عكس ة ‪ reversible‬ووير عكس ة ‪. irreversible‬‬
‫‪ -1‬التثبز‬

‫ويزر العكسزي ‪ :Irreversible Inhibition‬وف زا يزرتب المثزب بزاإلنزي بصزورة‬

‫قو ززة س تسززاهم ة والبززا ا ال ينفصززل عنززا صال بصززعوبة ‪ .‬وقززد اسززتعملت هز المثبةززات كمزواد‬
‫سامة قاتلة مثل وازات انعصزاب المسزت دمة فزي الةزروب الك م او زة ف وهزي مثبةزات توقزب‬

‫نراط صنززي ‪ acetylcholineesterase‬انساسزي فزي ن زل السز الة العصزب ة ‪ .‬مزن رزتر هز‬
‫المثبة ز ز ز ز ز ز ز ززات ه ز ز ز ز ز ز ز ززو مرك ز ز ز ز ز ز ز ززب ثن ز ز ز ز ز ز ز ززا ي صي ز ز ز ز ز ز ز زززو بروبي ز ز ز ز ز ز ز ززل فس ز ز ز ز ز ز ز ززفوفلوريد‬
‫)‪(DIPF‬‬

‫‪ isopropylphosphofloride‬ال ز ز‬

‫‪Di-‬‬

‫ي ز زرتب بالسلسز ززلة الكانب ز ززة لةمز ززض ‪Ser‬‬

‫الموكود في الموق الفعال وانساسي في عمل اإلنزي ‪.‬‬

‫باإللزافة صلززم االسززتعماالت اللززارة مكززن للمثبةززات ويززر العكسز ة ن تسززتعمل فززي كثيززر مززن‬
‫الم ززادين النافع ززة مث ززل المبي ززدات الةرز زرية والفةري ززة ف وكز ز ا كعدو ززة لوق ززب نر ززاط اإلنزيم ززات‬

‫الملرة بصةة اإلنسان‪.‬‬
‫‪69‬‬

‫ومن ه و رتر انمثلة عن دور المثبةات كعدو ة هو مركب البنسيلين ال‬

‫زو بتثبز‬

‫نمزو‬

‫البكتريززا ننززا من ز تكززون الكززدران ال لو ززة ف ممززا يززؤد صلززم انفكززار ال ل ززة البكتيريززة ف نم ز ار‬
‫الرتف ززاع لز ززغةتا انس ززموز م ارنز ززة بالوسز ز ال ز ززاركي ود ززول كم ز ززة كبيز زرة مز ززن المةلز ززول‬

‫ال اركي‪ .‬وقزد الةزل العلمزال ن ال ال زا البكتريزة الةساسزة للبنسزيلين مكنتزا النمزو دون كزدار‬
‫ص ا وكززدت فززي وس ز‬

‫سززاويتا ف ززي اللززغ انسززموز ‪ .isotonic‬عمززل البنسززيلين كمثززب‬

‫ويززر عكسززي لإلنززي ان يززر فززي م ارةززل تكززون كززدار البكتززر اف ننززا يزرتب تسززاهم ا بةمززض‬

‫‪ Ser‬في الموق النر لإلنزي ‪.‬‬
‫‪ -2‬التثب‬

‫العكسي ‪reversible inhibition‬‬

‫وف ا يرتب المثب باإلنزي بصورة لع فة ستل صنفصزالا ف وين سز هز ا النزوع مزن التثبز‬

‫صلزم‬

‫قسمين هما ‪:‬‬
‫‪ -‬التثب ز‬

‫التنافسززي ‪ : competetive inhibition‬وف ززا يتنززافس المثززب ومززادة التفاعززل‬

‫عل ززم نف ززس الموقز ز النرز ز بةيز ز‬

‫يتك ززون صم ززا المع ززد ‪ ES‬و المع ززد ‪ EI‬وال مك ززن ن يتك ززون‬

‫المع ززد الثالثززي ‪ . ESI‬فززي ه ز الةالززة مززن التثب ز‬

‫كززون رززكل ستركيززبا المثززب مرززابا كثي ز ار‬

‫لركل مادة التفاعل مما يؤد صلم صرتباط المثب وولق الةريق ما صرتباط مادة التفاعل‪.‬‬

‫ب ‪ -‬التثب‬

‫وير التنافسي ‪noncompetetive inhibition‬‬

‫وف ززا ي زرتب المثززب بززاإلنزي فززي موق ز ي تلززب عززن الموق ز الفعززال ممززا قززد يززؤد صلززم تكززوين‬

‫‪70‬‬

‫المع ززد الثالثززي ‪ . ESI‬و كززون اإلنززي فززي ةالززة ويززر نرززةة عنززد ارتبززاط المثززب سزوال فيوكززود‬
‫مادة التفاعل ‪ ESI‬و في و ابتا‪. EI‬‬

‫يوص ز ززب ف ز ززي بع ز ززض الكت ز ززب ن ز ززوع ثالز ز ز‬

‫‪ uncompetetive‬وي تلززب عززن التثبز‬
‫بعد صرتباط مادة التفاعل سيرتب ف‬

‫م ز ززن التثبز ز ز‬

‫العكس ز ززي س ز ززمم التثبز ز ز‬

‫الالعكس ز ززي‬

‫ويززر العكسززي فززي عززد قابليتززا لالرتبززاط بززاإلنزي صال‬

‫ب ‪ ES‬وال يرتب باإلنزي الةر ‪ E‬ا‪.‬‬

‫‪71‬‬

‫حركية اإلنزيمات في وجود المثبطات العكسية‬
‫عند رس منةنم م كا يل س‪-‬منتن و منةنم ‪ Linweaver & Burk‬في وكزود وفزي و زاب‬
‫المثبةات نةصل علم ركال م تلفة من المنةن ات تمكننزا مزن التفريزق بزين التثبز‬
‫ووير التنافسي بستولة وه ا بان‬

‫بعين اإلعتبار صا‬

‫‪ -1‬وكود المثب التنافسي تتغير ةرك ة اإلنزي سالركلا ‪.‬‬

‫التنافسزي‬

‫كل منتما‪.‬‬

‫في وجود المثبط‬
‫التنافسي‬

‫في غياب المثبط‬

‫‪1‬‬

‫‪-Km1‬‬

‫نالةل نا مكن التغلب علم التثب‬

‫التنافسزي بزيزادة تركيزز مزادة التفاعزل ةيز‬

‫تب زم السزرعة‬

‫ال صزوى ‪ Vmax‬ثابتززة فززي التراكيززز العال ززة ل ز ‪ .]S‬عززود هز ا صلززم ةب عززة التنززافس بززين المثززب‬
‫ومادة التفاعل ةي‬

‫كون التنافس دا ما لصالح المادة ات التركيز العالي ‪.‬‬

‫الة ززل كز ز لم م ززن المنةن ززم زي ززادة ف ززي ق م ززة ‪ KM‬مم ززا ر ززير صل ززم ن كا ب ززة اننز ززي لم ززادة‬

‫التفاعل ت ل في التراكيز المن فلة لز ‪. ]S‬‬

‫‪72‬‬

‫رى سركل ‪7-3‬ا ‪.‬‬

‫‪ -2‬ما في وكود الثب وير التنافسي ففن المنةن ات تتغير بةري ة‬

‫نالةل من المنةن ات صن فزاض فزي ق مزة ‪ Vmax‬و عزد تغيزر فزي ‪ KM‬وهز ا عزود صلزم‬
‫ن هنام عدد من كزي ات اإلنزي موكودة في ةالزة ويزر نرزةة فزي وكزود و فزي و زاب مزادة‬

‫التفاعز ززل‪.‬‬

‫ن التثب ز ز‬

‫ال يتز ززعثر بتركيز ززز مز ززادة التفاعز ززل ممز ززا يز ززؤد صلز ززم صن فز ززاض السز ززرعة‬

‫ال صوى ‪ Vmax‬وعد تغير في ‪.KM‬‬

‫من الل المنةن ات الساب ة و اصزة مزن المنةنزم ال ةزي مكزن بسزتولة التفريزق بزين التثبز‬

‫التنافسي ووير التنافسي من م ارنة ق‬

‫‪ Vmax‬و ‪. Km‬‬
‫في وجود المثبط‬
‫غير التنافسي‬
‫‪1‬‬

‫‪Vmax1‬‬

‫في غياب المثبط‬

‫اإلنزيمات ثنائية الركيزة ‪bisubstrate enzymes‬‬

‫في الكثير مزن الةزاالت الةب ع زة رزترم فزي التفاعزل نزوعين و كثزر مزن مزواد التفاعزل تزرتب‬

‫بكز ل اإلنزي ‪.‬‬

‫م ززثال ‪ :‬ف ززي تفاع ززل فس ززفرة الكلوك ززوز بواس ززةة صنز ززي هكس ززوكيناز )‪ (HK‬ك ززون الكلوك ززوز و‬

‫‪ ATP‬مواد تفاعل لإلنزي ‪ .‬يت في ه التفاعالت عادة تةويل مكموعزات ك م ا زة مزن مزادة‬

‫تفاعل صلم‬

‫رى مما يتةلب صرتباةتما باإلنزي ف وقد اقترةت عدة ةرق لك ف ة صرتبزاط مزادتي‬

‫التفاعل‪.‬‬
‫‪73‬‬

‫‪ -1‬الطريقةةةة العئةةةوائية ‪ :‬ف ززي هز ز الةال ززة ك ززل اةتم ززاالت ترتي ززب االرتب ززاط ممكن ززة سترتي ززب‬

‫اإلرتب ززاط وي ززر متز ز ف ززي ة ززدو التفاع ززلا ف ةيز ز‬

‫ت ززؤد كلت ززا صل ززم تك ززوين المع ززد الثالث ززي‬

‫‪. ES1S2‬‬
‫‪ -2‬الطريقةةةة المتتابعةةةة ‪ :‬فززي هز ز الةالززة يك ززب صرتبززاط م ززادتي التفاعززل وف ززق ترتيززب مةززدد‬

‫وبدونا ال مكن للتفاعل ن يت ‪.‬‬

‫الطريقة (اآللية) العئوائية‬

‫الطريقة المتتابعة‬

‫‪ -3‬طريقة التناوب في اإلرتباط و ما عر بآل ة البنغ‪-‬بونغ ‪ ping-pong‬ف في ه الةالزة‬
‫تزرتب مززادتي التفاعززل بةري ززة متناوبززة ةيز‬

‫تزرتب المززادة انولززم ثز تزرتب الثان ززة مبارزرة بعززد‬

‫صنفصال انولم‪ .‬يت في ه ا النزوع مزن التفزاعالت نززع مكموعزة ك م ا زة مزن الركيززة انولزم ف‬

‫تب ززم هز ز المكموع ززة مرتبة ززة ب ززاإلنزي بع ززد صنفص ززال الركيز ززة انول ززم ف ززي ص ززورة ن ززاتح ول‪.‬‬

‫تلا‬

‫المكموعة الك م ا ة صلزم الركيززة الثان زة بعزد صرتباةتزا بزاإلنزي إلعةزال النزاتح الثزاني‬

‫‪.‬‬
‫طريقة (آلية) التناوب أو مايعرف بآلية البنغ بونغ‬

‫‪74‬‬

‫تعتب ززر اإلنزيم ززات الناقل ززة ل م ززين ‪ aminotransferases‬م ززن ر ززتر اإلنزيم ززات الت ززي تعم ززل‬
‫بالةري زة المتناوبززة ف ةيز‬
‫صلي ةمض كيتزوني وتلزا‬

‫يززت نززع مكموعززة انمزين مززن الةمزض انمينززي انول الز‬

‫يتةززول‬

‫مكموعزة انمزين صلزم ةمزض كيتزوني م زر إلنتزاو ةمزض مينزي‬

‫مناسززب‪ .‬هز التفززاعالت ساسز ة فززي ميتززابوليز انةمززاض انمين ززة ف وسززو‬

‫نعززود صليتززا عنززد‬

‫دراسة الميتابوليز ‪.‬‬
‫اإلنزيمات المنظمة ‪Allosteric enzymes‬‬

‫صن ةدو التفاعالت المع دة دا ل ال ل ة فزي من واةزد يتةلزب وكزود مل زة مةكمزة ودق زة فزي‬
‫التنم ز ز ف تز ززت ساسز ززا بواسز ززةة صنزيمز ززات مز ززن نز ززوع ز ززا‬

‫المنممة‪ .‬ترمل عمل ة التنم كانبين هما‪ :‬التنر‬

‫وقابلز ززة للتنم ز ز تسز ززمم اإلنزيمز ززات‬

‫والتثب ف و كزون لزم عزن ةريزق صرتبزاط‬

‫منم باإلنزي في موق ي تلب عن الموق الفعال سمم موق التنم‬

‫‪. regulatory site‬‬

‫تتميز اإلنزيمات المنممة عن اإلنزيمات ان رى بمايلي ‪:‬‬

‫‪ -1‬تتكون من عدة سالسل ببتيد ة ستةت وةداتا‪.‬‬

‫‪ -2‬تةتو نوعين من المواق سمواق فعالة ومواق تنم ا ‪.‬‬
‫‪-3‬تتعثر بمؤثر واةد و عدة مؤثرات صيكاب ة و سلب ة سمنرةات و مثبةاتا ‪.‬‬
‫‪ -4‬ال تتب ةرك ة م كا يل س سال تعةي منةنم م كا يل سا‪.‬‬

‫‪ -5‬المزؤثرات السززلب ة و اإليكاب زة قززد تكزون مزواد تفاعزل ف نزواتح ف مسزاعدات صنزيم ززة و مزواد‬
‫رى‪.‬‬

‫‪ -6‬قد يتغير التركيب البنا ي الراب قل ال و تتعثر تةزت الوةزدات ببعلزتا عنزد صرتبزاط المزؤثر‬
‫السلبي و اإليكابي‪.‬‬
‫حركية اإلنزيمات المنظمة‬

‫عنزد رسز العالقزة بزين ‪ Vo‬و ‪ ]S‬نةصزل علزم منةنزم برزكل ةزر‬
‫مززن ال ة ز المكززافيل ‪ hyperbolic‬ال ز‬

‫)‪ Sigmoïd (S‬بزدال‬

‫نةصززل عل ززا فززي اإلنزيمززات العاد ززة التززي تتب ز‬

‫‪75‬‬

‫ةرك ة م كا يل س ‪.‬‬

‫صن صرتباط المؤثر السلبي و اإليكابي يؤثر علم العالقزة بزين ‪ Vo‬و ‪ ]S‬ةيز‬

‫يتكزا المنةنزم‬

‫صلم ال مين و ال سزار سرزكل ‪9-3‬ا ممزا يزؤثر علزم كا ب زة اإلنززي لمزادة التفاعزل س رزبا تزعثير‬
‫‪ pH‬علم ترب ‪ Hb‬بانكسكينا‪.‬‬

‫هنام ةرق‬

‫رى كثيرة لتنم عمزل اإلنزيمزات سزو‬

‫نزدرس مثلزة مفصزلة عنتزا فزي عمل زات‬

‫اإلسززت الب الم تلفززة‪ .‬ومززن ه ز ه ز الةززرق مززا عر بززالتنم عززن ةريززق اإلرتبززاط التسززاهمي‬
‫‪76‬‬

‫السلسلة الجانبية للحمض‬

‫‪Ser14‬‬

‫األميني ‪Ser14‬‬
‫فسفوريالز غير‬
‫نئط )‪(b‬‬

‫‪Phosphorylase‬‬
‫‪Kinase‬‬

‫‪Phosphorylase‬‬
‫‪Phosphatase‬‬

‫العكسززي ‪ covalent modification‬مثززل الفسززفرة العكس ز ة فززي صن ززي الفوسززفوريالز المةلززل‬
‫للكل كززوكين ف الز‬

‫يتةززول مززن الصززورة ويززر النرززةة )‪ (b‬صلززم الصززورة النرززةة )‪ (a‬بفرتبززاط‬

‫الفسفات بالموق النر لإلنزي ف و ةد‬

‫العكس عند انفصال الفسفات‪.‬‬

‫كما يت تةويل الكثير من اإلنزيمزات مزن صزورة املزة صلزم صزورة نرزةة بواسزةة نززع قةز‬
‫ببتيد ززة مززن اإلن ززي ‪ .‬تعتبززر اإلنزيمززات المةللززة للززرواب الببتيد ززة ‪proteolytic enzymes‬‬
‫سك موتربسززين وتربسززين مززثالا مززن هز مثلززة هز ا النززوع مززن اإلنزيمززات والتززي تصززن فززي صززورة‬
‫املة سزيموكين ‪zymogene‬ا ف ثز تتةزول عنزد الةاكزة صليتزا صلزم صنزيمزات نرزةة بعزد نززع‬

‫كزال ببتيد ة‪.‬‬

‫‪77‬‬

‫األنظمة اإلنزيمية‬
‫وهززي مكموعززة مززن اإلنزيمززات تعمززل مز بعلززتا فززي سلسززلة مززن التفززاعالت المتتابعززة إلعةززال‬

‫ناتح نتا ي ف وفي هز السلسزلة كزون نزاتح اإلنززي انول هزو مزادة التفاعزل لإلنززي الثزاني فزي‬
‫السلسلة وهك ا‪. ..‬‬
‫يوكززد فززي ه ز اننممززة صن ززي واةززد علززم انقززل ززو بتنم ز السلسززلة ف و سززمم ه ز ا اإلن ززي‬

‫بالمةززدد للسززرعة ‪ . pace maker‬عززادة مززا كززون اإلن ززي انول فززي السلسززلة منممززا يتل ززم‬
‫صرززارات عززن كم ززة النززاتح النتززا ي ليزيززد و لززل مززن سززرعتا ف و لززم لغززرض تلب ززة ةاك ززات‬
‫ال ل ززة مززن ه ز ا النززاتح‪ .‬سززمم ه ز ا النززوع مززن التنمز بززالتنم بواسززةة النززاتح النتززا ي ‪feed-‬‬

‫‪. back control‬‬
‫عتبززر التثب ز‬

‫بواسززةة النززاتح النتززا ي ‪ feed-back inhibition‬مززن ه ز ةززرق التنم ز فززي‬

‫ال ل زة ةيز‬

‫تةتززاو صلفزا ال ل ززة ف فيتةزول النززاتح النتززا ي‬

‫سزمح بتصززن‬

‫المركزب بال ززدر الز‬

‫صلززم مثززب لإلن ززي انول فززي السلسززة عنززد صرتفززاع كميتززا فززي ال ل ززة ف ويزززول ه ز ا التثبز‬

‫صن فاض كم ة الناتح لزيادة صستتالكا من ةر ال ل ة‪.‬‬

‫ومن رتر انمثلة عن ه ا النوع من التنم هو سلسلة تصن‬

‫عنززد‬

‫ةمزض ‪ Ile‬مزن ةمزض ‪Thr‬‬

‫فززي مسززة تفززاعالت متتابعززة‪ .‬اإلنززي انول سززمم ‪ Threonine deaminase‬ف وهززو صنززي‬

‫مززنم سززتكيب لمسززتوى ‪ Ile‬ف ةي ز‬

‫ززو باإلرتبززاط بززاإلنزي فززي موق ز التنم ز عنززد صرتفززاع‬

‫مسززتوا فززي ال ل ززة و فززي الوس ز ف مؤد ززا صلززم توقززب و تبززاةؤ نرززاط اإلن ززي‬
‫‪ deaminase‬وبالتالي توقب تصن‬

‫‪Thronine‬‬

‫ةمض ‪. Ile‬‬

‫الةل العلمال ن صلافة ‪ Ile‬صلم الوس الغ ا ي للبكتريا يؤد صلم توقب تصن عا عزن ةريزق‬

‫تثب‬

‫صنزي ‪.Thronine deaminase‬‬

‫قد تكزون السلسزلة اإلنزيم زة متفرعزة ف عمزل النزاتح النتزا ي علزم تثبز‬
‫‪78‬‬

‫ةزد و كزل الفزروع لتز‬

‫السلس ززلة ةس ززب ةاك ززة ال ل ززة‪ .‬وق ززد ك ززون الن ززاتح النت ززا ي منر ززةا نول تفاع ززل ف ززي السلس ززلة‬
‫ستنر‬

‫بواسةة الناتح النتا يا‬

‫‪L-Threonine‬‬

‫‪E1 dehydratase‬‬

‫‪E2‬‬

‫‪E3‬‬
‫تثبيط بواسطة‬
‫الناتج النهائي‬

‫‪E4‬‬

‫‪E5‬‬

‫تن ة اإلنزيمات ‪Enzyme purification‬‬

‫ترززمل عمل ززة تن ززة اإلن ززي نفززس ال ة زوات المتبعززة فززي تن ززة البروتينززات سصسززت ال‬
‫‪79‬‬

‫ف فصززل‬

‫وتن ةا بفسزتعمال نفزس الةزرق الموصزوفة سزاب ا فزي د ارسزة البروتينزات لغزرض الةصزول علزم‬
‫صنزي ن ي‪.‬‬

‫ةتززو م ة ز تن ززة صن ززي علززم عززدة م ارةززل يززت فززي كززل منتززا صسززت دا ةززرق م تلفززة مززن‬

‫الفصل ةسب صوص ات اإلنزي المراد تن يتا‪.‬‬

‫يت في تن ة اإلنزيمات عادة ت دير دركة الن اوة ومردود كل مرةلة مزن م ارةزل التن زة إل تبزار‬
‫مز ززدى فعاليتتز ززا‪ .‬إلك ز زرال ه ز ز اإل تبز ززارات يكز ززب ق ز ززاس نرز ززاط اإلن ز ززي وتةديز ززد مز ززد ن ز ززاوة‬

‫المست ل‬

‫بفست دا المؤررات التال ة‪:‬‬

‫‪ -1‬وة ززدة النر ززاط اإلنزيم ززي ‪ :‬وه ززي كم ززة اإلنز ززي الالزم ززة لتةوي ززل ‪ 1‬م كروم ززول م ززن م ززادة‬
‫التفاعل في الدق ة‪ .‬وتسمم ه بالوةدة الدول ة سو‪.‬دا )‪. Unité Internationale (UI‬‬

‫‪-2‬النرززاط النززوعي )‪ : Specific Activity (As‬وهززي عززدد الوةززدات الدول ززة فززي ‪ 1‬ملززغ‬
‫بروتين دا ل المست ل‬

‫ف و عتبر ه ا المؤرر م اس لدركة ن اوة المست ل‬

‫‪.‬‬

‫‪ -3‬النرززاط النززوعي الكزي ززي ‪ :‬وهززو عززدد كزي ززات و م زوالت مززادة التفاعززل المةولززة بواسززةة‬
‫كز ل و مول واةد من اإلنزي في الدق ة و في الثان ة ف وهو ساو رق التةول ‪.Kcat‬‬

‫ال تبززار فعال ززة مرةلززة معينززة م ززن م ارةززل التن ززة يكززر ةس ززاب دركززة الن ززاوة و لززم بم ارنززة‬
‫النر ززاط الن ززوعي لم ززرةلتين متت ززاليتين‪ .‬وق ززد ي ززت ص تب ززار فعال ززة م ةز ز التن ززة بم ارن ززة النر ززاط‬

‫الن ززوعي آل ززر و ول مرةل ززة ف ززي التن ززة‪ .‬كم ززا مك ززن ةس ززاب م ززردود مرةل ززة معين ززة و م ةز ز‬
‫التن ززة بم ارنززة النرززاط الكلززي للمسززت ل‬

‫الدول ة في الةك الكلي للمست ل‬

‫‪.‬‬

‫بززين مززرةلتين‪ .‬والنرززاط الكلززي هززو عززدد الوةززدات‬

‫آلية عمل اإلنزيمات‬

‫صن الةص ززول عل ززم اإلنز ززي ف ززي ص ززورة ن ززة ثز ز د ارس ززة بنيت ززا الفراو ززة باس ززت دا ةري ززة ةي ززود‬

‫انرعة السين ة ‪ -‬كما رينا في ةالزة البروتينزات ‪ -‬تسزمح بد ارسزة مل زة عمزل اإلنززي ف وك ف زة‬
‫‪80‬‬

‫ارتبززاط اإلن ززي بمززادة التفاعززل علززم الموق ز الفع زال ف وك ف ززة التكامززل بززين البن ززة الفراو ززة لكززل‬
‫منتما‪ .‬صن الوصول صلم مل ة عمل اإلنزي تعتبر النتيكة النتا ة من الدراسة والتزي تتةلزب كزل‬
‫المعلومززات المتززوفرة عززن اإلن ززي بمززا فززي لززم تسلسززل انةمززاض انمين ززة ف البن ززة الفراو ززة ف‬

‫ةرك ة اإلنزي وك ا العوامل المؤثرة علم نراط اإلنزي مزن رزرروط الوسز ومثبةزات ‪...‬صلز ‪.‬‬

‫لفت مل ة عمل اإلنزي ن و بدراسة مثلة مرتورة عن صنزيمات تمت دراستتا بنوع من التفصزيل‬

‫وت صقتراب ةري ة عملتا من ةر علمال الك م ال الةيو ة‪.‬‬
‫صنزي الليزوزي ‪Lysozyme‬‬

‫ززو اإلن ززي بتةليززل كززدار البكتريززا المتكززون مززن س زكريات متعززددة ف ممززا يززؤد صلززم صنفكززار‬

‫ال ل ة البكتيرية وموتتا نتيكة اللغ انسموز العالي دا ل ال ل ة البكتيرية‪.‬‬
‫الةل العال فلمنح ‪ Fleming‬ن ول قةرات من مال اننب و من الزدموع علزم ةبزق مزن‬
‫البكتريا يؤد صلم تةلل البكتريا ال ريبة من مزال اننزب ف فاسزتنتح ن مزال اننزب ةتزو علزم‬

‫مززادة ملززادة للبكتريززا سززماها لي ززوزي ‪ .‬كمززا الةززل نفززس العززال ن ه ز ا اإلن ززي ويززر فعززال م ز‬

‫الكثيززر مززن البكتريززا اللززارة لإلنسززان ف ممززا دى بززا صلززم االسززتمرار فززي بةاثززا التززي ثمززرت‬
‫باكترا‬

‫ملاد ةيو‬

‫كثر فعال ة هو البنسيلين‪.‬‬

‫يتكون كدار البكتريزا التزي تتزعثر بالل سزوزي مزن سزكر متعزدد ةتزو علزم نزوعين مزن الوةزدات‬
‫البسز ةة هزي )‪ N-acetyl Glucoseamine (NAG‬و)‪N-acetyl muramate (NAM‬‬

‫‪.‬‬

‫تز زرتب وة ززدات ‪ NAG‬بوة ززدات ‪ NAM‬ع ززن ةري ززق روابز ز‬

‫سالركل‪10-3‬ا‪.‬‬

‫س‪14‬ا‪ ‬ف ززي ص ززورة متناوب ززة‬

‫تز زرتب السالس ززل الس ززكرية ف م ززا بينت ززا بواس ززةة سالس ززل ببتيد ززة قص ززيرة ع ززن ةري ززق وة ززدات‬

‫‪ . NAM‬ززو اإلنز ززي بتةلي ززل الرابة ززة س‪14‬ا‪ ‬ب ززين ‪ C1‬لز ززوةدة ‪ NAM‬و ‪ C4‬لوة ززدة‬
‫‪81‬‬

‫‪ NAG‬نن اإلنز ززي ال س ززتة‬

‫تةلي ززل الرابة ززة س‪1 4‬ا‪ ‬ب ززين ‪ C1‬لز ززوةدة ‪ NAG‬و ‪C4‬‬

‫لوةدة ‪ NAM‬سالركلا ‪ .‬كما مكن إلنزي الل سوزي ن ةلل الرابةة س‪1 4‬ا‪ ‬فزي متعزدد‬
‫‪ NAG‬مثل الكيتين ‪.‬‬

‫البنية الفراغية لإلنزيم‬

‫يبلززغ الززوزن الكزي ززي إلن ززي الل سززوزي المسززت ل‬

‫مززن ب ززاض الب ز ض عنززد الززدكاو ‪14600‬‬

‫و ةتو علم ‪ 129‬ةمض ميني و‪ 4‬كسور ثنا ة الكبريت ف ركلا ب لزو متز ار‬

‫دا ل زا ف‬

‫بعاد ‪ oA 30x30x45‬ف نسبة التركيب الةلزوني ‪ ‬فزي الل سزوزي قزل مزن ‪ Hb‬و ‪ Mb‬ف‬

‫كما ةتو الل سوزي علم مناةق مكونة من البن ة الثانو ة ‪ . ‬تكزون السالسزل الكارهزة للمزال‬
‫صلم الدا ل والمةبة للمال صلم ال ارو‪.‬‬
‫صن ول ةززوة فززي د ارسززة مل ززة عمززل اإلن ززي هززو تةديززد الموق ز الفعززال وك ف ززة االرتبززاط بززين‬
‫اإلنززي ومززادة التفاعززل‪ .‬ال ةتزو الليززوزي علززم مكموعزة ويززر بروتين ززة و يونزات فززي الموقز‬
‫الفعال تمكن من تةديد الموق الفعال علم كز ل اإلنزي ‪.‬‬

‫‪82‬‬

‫البنية الف ارغية إلنزيم الليزوزيم بنموذج ئريطي‬

‫فززي ه ز الةالززة يلكززع العلمززال صلززم م ارنززة البن ززة الفراو زة لإلن ززي فززي وكززود وفززي و ززاب مززادة‬

‫التفاعل ف ليت بعد لم استنتاو مكان الموق الفعزال ورزكلا‪ .‬صزعب د ارسزة المع زد ‪ ES‬ننزا‬
‫ويززر ثابززت سالتفاعززل سزري كززداا ف لز لم سززت د مثززب تنافسززي و يززت صبةززال التفاعززل ب فززض‬
‫دركزة الةز اررة مزثال‪ .‬عتبزر مركزب ثالثزي ‪ (NAG3) NAG‬مثزب تنافسزي إلنززي الل سزوزي‬

‫نن ززا ر ززبا كثيز ز ار م ززادة التفاع ززل لكن ززا ال يتفاع ززل صال يبةز ز ر ززديدف وق ززد تز ز باس ززت دامتا تةدي ززد‬
‫الموق الفعال وانةماض انمين ة التي ترارم في اإلرتباط و لم كما يلي‪:‬‬

‫‪ -1‬يرتب ‪ NAG3‬دا ل فراغ علم سةح اإلنززي و ةتزل ةزوالي نصزفا عزن ةريزق روابز ‪H‬‬
‫وك ا تكا ب انة ار‬

‫الكارهة للمال سالركلا ‪.‬‬

‫ترتب ‪ COO-‬لةمض ‪ Asp101‬برابةة ‪ H‬بزمكموعة ‪ OH‬في ‪ NAGB‬في الكربون ‪C6‬‬

‫كمززا تز زرتب ‪ COO-‬لةم ززض ‪ Asp101‬برابة ززة ‪H‬‬

‫الكربون ‪C2‬‬
‫يرتب‬

‫‪ NAGC‬بعربعة رواب ‪ H‬كما يلي ‪:‬‬
‫‪83‬‬

‫ززرى بز ززمكموعة ‪ NH‬ف ززي ‪ NAGA‬فززي‬

‫ تزرتب ‪ OH‬فززي ‪ C3‬ب زرابةتين ‪ :H‬انولززم مز ‪ O‬الةل ززي لز ز ‪ NAGB‬والثان ززة م ز ‪NH‬‬‫لةمض ‪Trp63‬‬
‫‪ -‬ت زرتب ‪ C=O‬فززي ‪ C2‬برابةززة ‪ H‬بمكموعززة ‪ NH‬فززي السلسززلة الببتيد ززة انصززل ة لةمززض‬

‫رق ‪59‬‬

‫ ترتب ‪ NH‬في ‪ C2‬برابةة ‪ H‬بمكموعة ‪ NH‬في السلسلة الببتيد زة انصزل ة لةمزض رقز‬‫‪107‬‬
‫ ترتب ‪ OH‬في ‪ C6‬برابةة ‪ H‬بمكموعة ‪ NH‬في السلسلة الكانب ة لةمض ‪Trp62‬‬‫باإللززافة صلززم الززرواب التيدروكين ززة ةززد‬

‫‪.Trp57‬‬

‫تكززا ب ل ةرلززب الكارهززة للمززال بززين ‪ NAGB‬و‬

‫لما ا ال يتةلل ‪ NAG3‬رو نا متعدد ‪ NAG‬؟‬
‫اإلكابة كالت من المالةمة ن ‪ NAG6‬يتةلزل بسزتولة ننزا رزغل كزل الفزراغ دا زل الموقز‬

‫الفعز ززال ف بينمز ززا ال رز ززغل ‪ NAG3‬صال النصز ززب ال ز ززاركي مز ززن ه ز ز ا الف ز زراغ وال يز ززت التكامز ززل‬

‫المةلوب بين اإلنزي ومادة التفاعل‪.‬‬
‫الموقع الفعال مئغول‬

‫كليا بة ‪NAG6‬‬

‫‪84‬‬
‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫إنزيم الليزوزيم‬

‫مكان القطع (عمل اإلنزيم)‬

‫الموقع الفعال مئغول‬

‫إنزيم الليزوزيم‬

‫جزئيا بة ‪NAG3‬‬

‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫‪NAG‬‬

‫ص ا صفترلززنا ن مززادة التفاعززل هززي ‪ NAG6‬و ن الوةززدات يرمززز لتززا بززانةر ‪ A‬صلززم ‪ F‬فمززا‬
‫هي الرابةة التي تتةلل ف م العل ن ناتح التفاعل هو وةدات ثنا ة س‪NAG2‬ا ؟‬

‫صن الرابةت ز ززان ‪ A-B‬و ‪ B-C‬الت ز ززتةلالن نن ‪ NAG3‬وي ز ززر قاب ز ززل للتةل ز ززل ف لز ز ز لم يب ز ززي‬
‫اإلةتمزال فزي الزرواب ‪ . E-F , D-E , C-D‬بمزا ن نزاتح التةلزل هزو وةزدات ثنا زة السزكر‬
‫ففن الرابةة المتةللة هي ‪.D-E‬‬
‫‪Lysozyme‬‬

‫‪Lysozyme‬‬
‫‪NAG4‬‬

‫‪NAG3‬‬

‫‪85‬‬
‫‪NAG2‬‬

‫نماذج جزيئية إلنزيم الليزوزيم تم إنجازها عن طريق الكمبيوتر توضح الموقع‬
‫الفعال وتحلل ‪ NAG6‬إلى ‪NAG4 + NAG2‬‬

‫وت التعكد من لم بفست دا وةدات سداس ة تربا تركيب كدار البكتريا ستةتزو علزم ‪NAG‬‬

‫و ‪NAM‬ا ‪ .‬يوكد صةتمالين لتركيب ه الوةدات السداس ة‬

‫صما ‪NAG-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM‬‬
‫و ‪NAM-NAG-NAM-NAG-NAM-NAG‬‬
‫اإلةتمال انول هو الصة ح نن اإلنزي ال عمل علم تةليل الرابةزة بزين ‪NAG-NAM‬‬
‫)‪ (D-E‬بينما ةلل ف‬

‫الرواب )‪ NAM-NAG (D-E‬فزي االةتمزال انول‪ .‬باإللزافة صلزم‬

‫ل ززم ل ززوةل ن ر ززكل الموقز ز الفع ززال ال س ززمح بوك ززود وة ززدة كبيز زرة س‪NAM‬ا ف ززي الولز ز ‪C‬‬

‫ساالةتمال الثانيا نم ار نن ‪ NAM‬ةتو علم ك ر ‪ lactyl‬الكبير‪.‬‬

‫صن الد ارسززة المفصززلة آلل ززة عمززل صن ززي الل سززوزي سززمةت للعززال ‪ Phillips‬ومسززاعدو بززفقتراب‬

‫ال ةوات التال ة في ةري ة عمل اإلنزي ‪:‬‬
‫‪ -1‬تعة ززي ‪ COOH‬لةم ززض ‪ Glu35‬رة ‪ H‬ل ز ز ‪ O‬الت ززاب للرابة ززة الكل كوس ززيد ة ب ززين ‪D-E‬‬
‫مما يؤد صلم تكسير الرابةة الكل كوسيد ة ‪ C1--O‬وتكوين رةنة علم ‪ C1‬للةل ة ‪.D‬‬

‫‪86‬‬

‫‪ -2‬تنفصل الوةدة الثنا ة ‪ E-F‬وتبتعدان عن اإلنزي سالركلا‪.‬‬
‫‪ -3‬تزرتب ‪ OH-‬مززن المززال ب ز ‪ C1‬بينمززا تزرتب ‪ +H‬للمززال ب ز ‪ COO-‬لةمززض ‪ Glu35‬التززي‬
‫يتةول صلم ‪. COOH‬‬

‫‪ -4‬ينفصل الكززل )‪ NAG4 (A-B-C-D‬عزن اإلنززي الز‬
‫كاه از ندال دور مرة‬

‫رى سالركلا‪.‬‬

‫‪87‬‬

‫سزتعيد تركيبزا انصزلي و كزون‬

‫وق ززد تز ز بفس ززت دا العناص ززر المر ززعة صثب ززات كت ززة الرابة ززة الكل كوس ززيد ة الت ززي تتةل ززل عن ززدها‬
‫الرابةززة بززين )‪(D-E‬‬

‫‪ . NAM-NAG‬فبفس زتعمال المززال المةتززو علززم انكسززكين المر ز‬

‫‪ H2O18‬والكرب عن الوةدة السزكرية التزي تةتزو علزم ‪ O18‬بعزد التةلزل تز صثبزات ن الكتزة‬

‫المتةللة هي ‪ C1---- O‬ول س ‪.O ----- C4‬‬

‫وه ا يبين مدى هم ة است دا العناصر المرعة في تةديد مل ة عمل اإلنزيمات‪.‬‬

‫‪88‬‬