בתאים שבגופנו מתרחשים איספור תהליכים מורכבים התלויים זה בזה, החל באספקת אנרגיה, דרך שינוע חומרים וכלה בפינוי פסולת. בכל התהליכים הללו מעורבות מכונות זעירות שכל אחת מהן אחראית על ביצוע פעולה קטנה אך חשובה. המכונות הזעירות הללו נקראות אנזימים. הסרטון שלפנינו מתאר איך הם פועלים ואילו דרכים קיימות כדי לעכב אותם כשצריך.
 

הסרטון הופק בידי JubbaTheHott; תורגם בידי צוות דוידסון אונליין

בגופנו מתרחשות תגובות כימיות חיוניות רבות שהסיכוי שיתרחשו באופן ספונטני קלוש ביותר. כדי לאפשר להן לקרות בכל זאת אנו זקוקים לזרז, כלומר מבנה כלשהו או סיבה שיעלו את ההסתברות שלהם. לשם כך קיימים האנזימים.
 

אנזימים הם מבנים חלבוניים שתפקידם הבסיסי הוא לזרז תגובות כימיות על ידי יצירת סביבה אופטימלית שבה תגובות יכולות להתרחש. הסביבה הזו נקראת "האתר הפעיל". האתר הפעיל יכול להיות מבנה מרחבי מסוים, אזור בעל מטען חשמלי כלשהו כזה שמתאפיין בהידרופיליות או הידרופוביות (משיכה למים או דחייה שלהם), הכל בהתאם לתנאים הדרושים לתגובה להתרחש.

התגובה הכימית מורכבת ממגיבים (סובסטראטים) ומתוצרים. התגובה הכימית שמתרחשת באתר הפעיל יכולה להיות כל תגובה שהיא, למשל ביקוע קשר, יצירת קשר ועוד.  בעבר המודל המקובל היה "המפתח והמנעול" שגרס שלכל אתר פעיל יש סובסטראט אחד שמתאים לו, כמו מפתח למנעול, אך כיום ידוע שהמודל הזה היה שגוי וההסבר המקובל הוא מודל "ההתאמה המושרית". על פי המודל הזה, האתר הפעיל אינו סטאטי אלא משתנה ללא הרף ומגיב עם הסובסטראט בצורה שתאפשר את קיום התגובה הכימית.

תגובות זירוז באנזימים יכולות להיות פשוטות, כמו פירוק של ATP ל-ADP ולזרחה (פוספט), או מורכבות כמו הובלת יונים מצד אחד של הממברנה לצדה השני תוך כדי פירוק של מולקולת ATP (כמו שנעשה במשאבת נתרן-אשלגן). אחת השגיאות הנפוצות היא התפיסה שלפיה לאנזים יש רק פעילות אחת שהוא יודע לעשות באמצעות האתר הפעיל שלו. בפועל לרוב האנזימים אכן יש פעילות עיקרית שבה הם מתמחים, אך במקביל הם שותפים להמון פעילויות משניות, שלרוב אינן באות לידי ביטוי אך אם קורים שינויים בסביבה או באנזים (מוטציות) הן יכולות להשפיע על תפקודו. זה למעשה חומר הגלם של האבולוציה בבואה ליצור תכונות חדשות על ידי שיפור פעילות משנית של אנזימים. במחקר ובתעשייה עושים שימוש רב במודל הזה, על ידי כך שמשביחים פעילויות של אנזימים או גורמים להם לבצע פעילויות שלא ביצעו קודם לכן. למידע נוסף קיראו את הכתבה חלבון לכל עת.

הדגמה של קשירת אנזים-סובסטרט|Science Photo Library

מודל induced fit לקשירת סובסטרט לאנזים|Science Photo Library

 

3 תגובות

  • קרינה

    אנזימי RNA

    האם אנזימי RNA לא מכילים בכלל מולקולת חלבון? הם לא נחשבים כחלבונים?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    שלום ליאורה
    RNA יכול לבצע פעילות קטליטית כמו אנזים חלבוני, והדוגמא הטובה ביותר לכך היא הריבוזום אשר מורכב ברובו מRNA. ראיות מצביעות על כך שבעבר הרחוק מאוד (תקופת הווצרות התאים הראשונים) מי שהיה מבצע את הפעילות הקטילית היו אנזימים מבוססי RNA. תאוריה זו נקראת עולם הRNA: http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%94%D7%A9%D7%A2%D7%A8%D7%AA_%D7%A2%D7%95...

    מקווה שעזרתי
    ארז

  • ליאורה

    אנזימים

    האם ישנם אנזימים שהם RNA?