قسم الكيمياء الحيويةقسم الكيمياء الحيوية

لمحاضرة االولىا

اعداداعدادىدولت على سالمهدولت على سالمه..دد ىو و

استاذ الكيمياء الحيويةاستاذ الكيمياء الحيوية٢٠١٦٢٠١٦--٢٠١٥٢٠١٥

EnzymologyEnzymologyEnzymologyEnzymologyالحيوية• الكيمياء علم فروع أحد ھو اإلنزيمات علم .علم اإلنزيمات ھو أحد فروع علم الكيمياء الحيوية•باإلنزيمات يھتم بدراسة الحفازات الخلوية البروتينية والمعروفة•

: من حيثوالفيزيائية– الكيميائية وخواصھا وأنواعھا، أشكالھا .تركيبھا، ي يزي ي و ي ي ھ و ھ و و ھ و يبھ .ر.تنظيمھا لفعاليات الخلية المختلفة–

ا ت تنق ا زل ة ف ك .كيفية عزلھا وتنقيتھا–.حركية تعجيلھا للتفاعالت الكيميائية الخلوية وميكانيكية عملھا –

ھذا في تعلـمه نأمل منما !المقررالجزء ي ل ن !ررجز

اال ااإل فا اال اال األ األساسالمادة،والحفازات اإلنزيماتبينالتمييز•substrate المنشط اإلنزيمي، والمرافق الھدف المادة أو

ط ث .والمثبطال اإلنزيمات بإستخدام الكيميائية التفاعالت تعجيل دراسة•

.وكميةكيفيةبصورةخلويةكحفازات.وتنوعاووظيفةتركيبااإلنزيماتعلىالتعرف• زىر رإل.باإلنزيمات التحكم في المستخدمة الخلوية الوسائل معرفة•

: مقدمه أ النموإلىتؤدي الكيميائيةالتفاعالتمنھائلة أعدادالحيةالخاليافيتحدث•

المركبات تتحول الكيميائية التفاعالت لھذه ونتيجة .والحركة والتكاثر الخليةلقيام الضروريةالحيويةالمركبات منكبيرعددإلىالبسيطة وبناء بوظائفھا للقيام الالزمة بالطاقة وتزويدھا ،الخلية ولبناء ،بوظائفھا.المعقدةالمركبات

يم ظروففي مناسبةبسرعةتتمبأنھاالخلوية الكيميائيةالتفاعالتھذهتمتاز• تتوقف إنھا كما ،(PH)والحموضة الحرارة درجة حيث من المعتدلة الخلية.نواتجھاإلىالخليةحاجةيھتنتعندماتتباطأأو ي

ما وھي المحفزات من كبير عدد بفضل الخلية في التفاعالت ھذه تحدث•.باإلنزيماتتعرف زير إل .ب

إذ ان عملية ، )(in yeastفي الخميرةوھي كلمة التينية تعني Enzyme) ويدعوه البعض إنظيم(اإلنزيم .الحفز الحيوي ،اكتشفت اوال في عملية تخمر الجلوكوز إلى كحول بوساطة الخميرة

الكيميائ الكيميائالتفاعل Chemicalالتفاعل ReactionChemical Reaction Chemical ReactionChemical Reactionالتفاعل الكيميائيالتفاعل الكيميائي

فيھايھ• تخضع تغـيـير المتفاعلةعملية خصائصھاالجزيئات في لتغـيـير لتغـيـير في خصائصھا الجزيئات المتفاعلةعملية تغـيـير تخضع فيھا يھ•.روابط كيميائية موجودة تكسير و/ أوروابط كيميائية جديدة لتكوننتيجة

له فإن ل التفا ة ا ة د ات ث إتزانند ت Equilibriumثا Equilibriumثابت إتزانعند ثبات درجة حرارة التفاعل، فإن له•Constant (Keq) ثابتا للسرعة النوعي وكذلكSpecific Rate Constant

(k)(k).مقداره (G)أي تفاعل كيميائي البد وأن يصاحبه تغير في الطاقة الحرة •

عند الحرة الطاقة منھا مطروحا اإلبتدائية الحالة ف الحرة الطاقة بين الفرق بين الطاقة الحرة في الحالة اإلبتدائية مطروحا منھا الطاقة الحرة عند الفرق. حالة اإلتزان

G=GP-GR: هو الفرق بين طاقة النواتج وطاقة المواد المتفاعلة

.عندما يبدأ التفاعل ، فإن عملية تغيير تحدث للجزيئات المتفاعلة•ظة ل أ ف ل التفا ة فة التغ ذا فة كننا يمكننا معرفة حجم ھذا التغيير من معرفة سرعة التفاعل في أي لحظة من •

.الزمنھي نسبة التغير في تركيز المتفاعالت (Velocity)سرعة التفاعل •

النواتج)بالتناقص( زمنية)بالتزايد(أو وحدة لكل .لكل وحدة زمنية)بالتزايد(أو النواتج)بالتناقص(

[Reactants] [Product] [Reactants] [Product] Reaction VelocityTime Time

loci

ty

[ ]v R

loci

ty

v Temp

Vel

Vel

Concentration of Reactants Temperature

ocity

Pressurev

Vel

o

Pressure

؟CatalystCatalystما ھو الحـفــازما ھو الحـفــاز الحفــاز ھو جزيء أو مجموعة من الجزيئات الكيميائية القادرة على تعجيل•

عته(تفاعل ادة ذلك)ز نة ة ائ ك تفاعالت طاقةأ ة ك تقل بتقليص كمية طاقة أو تفاعالت كيميائية معينة وذلك)زيادة سرعته(تفاعل.ة ھذه التفاعالتسرعالتنشيط الالزمة للتفاعل، مما يزيد من

أن• والتركيزالحفازستخلصييجب الكيميائي الشكل بنفس التفاعل بنھاية بنھاية التفاعل بنفس الشكل الكيميائي والتركيز الحفازستخلصييجب أن.الذي بدأنا به التفاعل

:الحفاز ال يغير من خواص التفاعل األخرى مثل• رى ص و ن ير ي زثابت اإلتزان –. أو التغير في الطاقة الحرة للتفاعل–

Catalytic Activation y

eloc

ity + Catalyst

Ve

Non Catalyzed

Concentration of Reactants

التنشيط؟ طاقة إلى التفاعل حاجة الحفاز يقـلـص التنشيط؟كيف طاقة إلى التفاعل حاجة الحفاز يقـلـص يكيف ى ج إ ز ص يي ي ى ج إ ز ص ي ي

عميكانيكية تعجيل الحفاز ألي تفاعل ما تختلف بنوع الحفاز والتفاعل • ي أن د ـ ي، ب :الوسائل التالية أو بعض ھا تقع في أحدـ

متقليص حجم التفاعلزيادة ضغط التفاعل

المتفاعالت ريب تقريبالوجھة الصحيحة للتصادم المثمر ه المتفاعالتتوجي

الربط طاقة من اإلستفادة من طاقة الربطاإلستفادةجميع ھذه الوسائل أو بعضھا تساھم في تقليص طاقة تنشيط التفاعل

إضافتھا .الالزم ھ .زم إ

ما تفاعل حدوث !دراسة ل و !ر

A2(g) + B2(g) 2AB(g)

التفاعل؟ ھذا دث ي كيف سيحدث ھذا التفاعل؟كيف

مر ث الم !!!التصادم المـثـمر!!!التصاد

شط ال ق شطال ال ق اال اإف إف إفتراضيإفتراضي--المعقد النشطالمعقد النشطيتفككيتفكك

إلى النواتج

التنشيط؟ طاقة يماھي ي ھي أقل كمية من الطاقة Activation Energyطاقة التنشيط •

ن التفاعل ينتقل بھا التفاعل، لبدأ تفاعالت ال حالةتحتاجھا حالة تحتاجھا المتفاعالت لبدأ التفاعل، وبھا ينتقل التفاعل منعدم إلى حالة (Kinetic Stability) الحركي) الثبات(اإلستقرار

ك الح ا تق Ki)اإل ti I t bilit ) . (Kinetic Instability)اإلستقرار الحركيالحالة المستقرة الحالة المستقرة طاقة التنشيط تـحول الجزيئات المتفاعلة من•

ةل ل لة ةل ل لة ل Ground StateGround Stateالحالة اإلنتقاليةالحالة اإلنتقاليةإلىTransition StateTransition State وفيھا تكون الجزيئات مالكة لطاقة حركية عالية تمكنھا من

.التحول إلى نواتج أو العودة للمتفاعالتأبنھايته• وتسترد التفاعل إلى تضاف التنشيط .طاقة ي ھ ر ب ل و ى ي إ .. طاقة التنشيط تؤثر على ثابت سرعة التفاعل فقط•

اإلنزيم ھو Enما me؟ ؟Enzymeما ھو اإلنزيمة• ز ف ت ا خ ذ ن ت زي Cفاز(اإلنز t l t(ن ناشئة ناشئة من ) Catalystحفاز(اإلنزيم جزيء بروتيني ذو خواص تحفيزية•

.نشيط المتخصص لجزيئات كيميائية معينةـقدرته على التا ك ل فا ل ل ا ال ال ل ا اإل ال ذلك ، وذلك بزيادة يعمل اإلنزيم داخل الخاليا على تعجيل تفاعل كيميائي معين•

. ١٢١٠ - ٤١٠سرعته بمقدار فيما عدا زيادة سرعة التفاعل الكيميائي، فإن اإلنزيم ال يغير من الخواص •

الكيميائية أو الفيزيائية للتفاعل مثل ثابت اإلتزان، أو مقدار التغير في الطاقة ة للتفاعل .الحر

ىبجميع الوسائل التي ذكرت في الحفاز، فإن اإلنزيم يقلص كثيرا الحاجة إلى • إ ير ص ي زيم إل إن ز ي ر ي و يع .طاقة التنشيط التي يحتاجھا التفاعل

الكيميائية التفاعالت ف الطاقة تغيرات الطاقة في التفاعالت الكيميائيةتغيرات

موادلتغناتجة

ا

ا

ناتجة

طاق الفي

ر غي

تفاعل ماص للحرارةتغير موجب

يرلتغا

موادمتفاعلة

قةقةطا الفي

ر

مواد

تفاعل طارد للحرارةتغير سالب

ة موادالتغير القياسي للطاقة الحرةناتجة

ھو الفرق بين طاقة المواد الداخلة في التفاعل وطاقة المواد الناتجة منه

G=GP-GR

ج و و ي و بين رق و

تغيرات الطاقة فى التفاعالت الكيميائيةتغيرات الطاقة فى التفاعالت الكيميائية

بثالث مراحل ويمر تحول مادة التفاعل الى نواتج فى التفاعالت المحفزة أنزيميا وفيھا يتواجد كال من االنزيم ومادة التفاعل فى وسط التفاعل فى صورة :مرحلة ابتدائية - ١

.حرةويتم فيھا أرتباط مادة التفاعل مع المركز النشط لألنزيم دون أن تتحول :مرحلة أنتقالية - ٢

التفاعل ادة االنز قد ا ان ات ن .الى نواتج ويسميان معا معقد االنزيم ومادة التفاعلالويتم فيھا تغيرات فى الروابط الكيميائية المكونة لمادة التفاعل تؤدى الى :مرحلة نھائية - ٣

وخالل النواتج تكوين الى يؤدى مما الطاقة فى تغيرات مع العناصر بعض أوحذف ل أضافة ج و و وين ى ى ى يؤ ير ع ر ض و ب ذلك يتحرر االنزيم ليبدأ من جديد تحفيز تحويل كمية أكبر من المتفاعالت الى نواتج

.فاالنزيمات التستھلك حالة غياب اإلنزيم

تفاعل محفز بوجود إنزيم

أي أن اإلنزيم يقلل طاقة التنشيط للتفاعل فيسمح ألكبر عدد من الجزيئات بالتحلل إلي نواتج بواسطة جزئ إنزيم واحد

ENERGY-PRODUCING REACTIONENERGY-PRODUCING REACTIONExample: ATP + H2O = ADP + Pi + H+ + Energy

ATP + H2O

E Utili i R tiEnergy-Utilizing ReactionExample: Synthesis Reactions

االنزيمات االنزيماتوظائف وظائف االنزيماتوظائف االنزيماتوظائفبتفاعالتهحفظ• التحكم طريق عن الجسم الكيميائيهتوازن الكيميائيهتوازن الجسم عن طريق التحكم بتفاعالته حفظاالنزيمات في تقليل كمية الطاقه الالزمه لبدء تفاعل تعمل •

ا ال ال ال ا ا ف ا ذا ا كيميائي وھذا يساعد في حمايتھا من التعرض الى الحراره ك.العاليه التي تؤدي الى تفكيك بنية البروتين في الجسم

لإلنزيمات العامة الخواص العامة لإلنزيماتالخواص

التنشيط طاقة خفض على القدرة اق ةالقلاإل ف ال التحفيزيةالقوةعلى اإلنزيماتقدرة

لإلنزيماتالعاليالتخصص يللتنظيم اإلنزيمات قابلية

جالتنظي ل ي اتالف لإلنزي لإلنزيماتالفسيولوجيالتنظيم

خواص االنزيماتلھا خواص البروتينات وتحتوي على مركز فعال واحد او اكثر يسمى •

االنزيم نشاط بمركز بمركز نشاط االنزيم .تعمل بشكل محدد جدا •منه• تزيد قد أو نشاطھا من وتقلل والكيمياوية الفيزياوية العوامل عليھا .تؤثر عليھا العوامل الفيزياوية والكيمياوية وتقلل من نشاطھا أو قد تزيد منهتؤثر.بناء –ھدم –تعمل بأتجاھين •بروتينيه• غير مواد وجود تتطلب والمركبه مركبه او بسيطه تكون اما االنزيمات االنزيمات اما تكون بسيطه او مركبه والمركبه تتطلب وجود مواد غير بروتينيه•

.ترتبط بھا فعالة• غبر مركبات شكل على الغالب وفي بأستمرار pro(تصنع – Enzymes( بر ب ر ل ى ب ي ر و ر ) pro Enzymes(ع ب

.وتكون مع مركبات أخرى انزيمات فعالة ) .حامضي أو قاعدي(المتعادل وبحد معين في محيطPHتعمل بشكل قصوي عند• يوي ي ين ي(و و )ي.مما يقلل من عملھا الوظيفي ) الحرارة ، األمالح ، المعادن(تتأثر بعوامل عدة •الماء-• داخل خاصة مركبات تتجزء(تشكل او .تترسب ( ل ب ر جز(ل و ب ) .ر

مكونات األنزيمات

. قد يتألف األنزيم من سلسلة واحدة أو عدة سالسل من البروتين•بعض األنزيمات تتألف من سالسل بروتينية ومكونات أخرى يحتاجھا •

وتخزن العوامل ، Cofactorاألنزيم لفعاليته وتسمى العوامل المرافقة وغيرھا ، Feوالحديد Mgالمرافقة على شكل فلزات مثل المغنيسيوم

أو قد تكون بشكل جزيئات عضوية معقدة تسمى مرافقات األنزيم أ أل Coenzyme ،وتحتاج بعض األنزيمات أحيانا لكال النوعين

. األيونات الفلزية والجزيئات العضوية المعقدة

تابع تعريف األنزيماتأأل أو Intracellularغلب األنزيمات تعمل داخل الخلية المنتجة لھا وتسمىا•

.مثل أنزيمات الھضمextracellularأنھا تعمل خارج الخاليا وتسمى

تبقى معظم األنزيمات في الخاليا التي تنتجھا ولكن بعضھا تتكون داخل •الخاليا وتعمل بشكل مستقل عنھا كما في أنزيم الالبيز الذي يفرز منأ

.البنكرياس وينتقل إلى األمعاء الدقيقة حيث يقوم بتحليل الدھون

يوافق تماما الجزيء الذي Active siteيحتوي األنزيم على موقع فعال• يعمل عليه األنزيم توافقا يشبه توافق القفل والمفتاح ، وتسمى المادة التي يعمل أل

Substrate. Substrate in active siteعليھا االنزيم المادة األساس

Amylase + starch substrate

اإلنزيم Eالتحفيز C t l i Enzyme Catalysisالتحفيز اإلنزيمي

EQUILIBRIUM CConstant

الجزيئات من عدد ألكبر فيسمح للتفاعل التنشيط طاقة يقلل اإلنزيم أن أي أن اإلنزيم يقلل طاقة التنشيط للتفاعل فيسمح ألكبر عدد من الجزيئات أيبالتحلل إلي نواتج بواسطة جزئ إنزيم واحد

مالحظهتركيبات ھما٤للبروتينيوجد•

Primary structureأولي تركيب ف األ ا األ ت ت وھو يوضح ترتيب األحماض األمينيه في

). ------------ ( السلسله

Secondaryتركيب ثاني structurestructure

.يوضح طريقة لف السلسله وھو

Tertairystructureتركيب ثالث

يوضح طريقة تجمع السالسل أي وھو و يو ع ري ح يو.في سلسله عديدة الببتيد طريقة اإلنطواء

Quarternaryتركيب رابع structure

بواسطة الخاليا الحية له نفس صفات جزيءاالنزيم يصنع بالعواملحيث*البروتينات ويتكسر والقواعد باألحماض يتأثر يتأثر باألحماض والقواعد ويتكسر بالعوامل حيثالبروتينات

الجزيئي له مرتفع ، حجم األنزيم الوزن . التي تحطم البروتينأساس بالمادة مقارنة . كبير مقارنة بالمادة أساسكبير

*(exception- Ribozymes or RNA enzymes).

اإلنزيم التفاعل؟سرعكيف ي مرع ز إلاإلنزيم التفاعل بنفس الوسائلسرعي • مع

التي ذكرت للحفاز ولكن بصورة :الوسائل التاليةأكثر فعالية خاصة

اإلستفادة من طاقة الربط المتفاعالتتوجي الوجھةه الوجھةه المتفاعالتتوجي

الصحيحة للتصادم المثمرا ال عن زل ت التفاعل يتم بمعزل عن الماءالتفاعل

كحفاز اإلنزي عمل !مثالكيفية !مثال–كيفية عمل اإلنزيم كحفاز

EE

!مثال آخر–كيفية عمل اإلنزيم كحفاز

!مثال آخر–كيفية عمل اإلنزيم كحفاز

زيمما الفرق بين الحفاز الكيميائي واإلنزيم؟ما الفرق بين الحفاز الكيميائي واإلنزيم؟ إل و ي ي ي ز بين زيمرق إل و ي ي ي ز بين رق::اإلنزيــماإلنزيــم الحفــاز غالبا مم::الحفــاز غالبا

يعمل في درجات حرارة منخفضة ال •.درجة مئوية ٤٠تجاوز غالبا

ز ل تخ

.يعمل عند درجات حرارة عالية•تفاعل• من أكثر Substrate)متخصص لجزيئ •!!!يعجل

Specific) بل وآيزومر معين(Stereo Specific) أو مجموعات ،

ة ة

ل ن ر جل !!!يينتج مركبات ثانوية غير •

ويصعب بھا، )مرغوب p ) Group)كيميائية معينة بذاتھا

Specific). • مطلقا ثانوية مركبات تج ن ي ال

ب وب بھ وي ر!!!فصلھا

تتجاوز• ال .ال يـنــتج مركبات ثانوية مطلقا •%٧٠كفائتهمن قيمة % ١٠٠كفائته التقل عن •

.ثابت إتزان التفاعل

وز ج .% ال اليمكن التحكم في فعاليته إال •

الضغط أو لبالحرارة ن ز إ بيمكن التحكم بفعاليته سلبا وإيجابا •

.وبعدة وسائل تبذلھا الخلية

.بالحرارة أو الضغط

catalyst

enzyme

34

Ligands and proteinsLigands and proteinsالمواد المرتبطة والبروتيناتالمواد المرتبطة والبروتينات ر رر gر pg pوعادة ما Ligandأي جزيئ كيميائي يرتبط مع البروتينات يسمى المادة المرتبطة •

.يكون ذا وزن جزيئ صغير جدا مقارنة مع البروتينات أ إرتباط ھذه الجزيئات قد يكون قويا أو ضعيفا بحسب الروابط الكيميائية التي تربطه •

.مع البروتيناإلرتباط• مناطق تسمى البروتين من محددة مناطق في يتم الجزيئات ھذه إرتباط ھذه الجزيئات يتم في مناطق محددة من البروتين تسمى مناطق اإلرتباطإرتباط

Binding Site.لمحدودية مناطق اإلرتباط فإن البروتين يتشبع تماما بالمادة المرتبطة عند التراكيز •

التش ة ك ا دأ ت ا ن ة ال Sال i Ki i .Saturation Kineticsالعالية منھا وتبدأ معھا حركية التشبع

الجزيئات التي ترتبط باإلنزيماتالجزيئات التي ترتبط باإلنزيماتLigands That Bind EnzymesLigands That Bind Enzymes

ي:ترتبط باإلنزيمات أربع أنواع من الجزيئات ھي جزي ع و ربع زي إل ب ب ر: : Substrates (S)Substrates (S)المتفاعالت المتفاعالت ١١))

كيميائي شكل إلى تحويله بتعجيل عليه اإلنزيم يعمل الذي الجزئ كيميائيھو شكل إلى تحويله بتعجيل عليه اإلنزيم يعمل الذي الجزئ ھو الجزئ الذي يعمل اإلنزيم عليه بتعجيل تحويله إلى شكل كيميائي ھو الجزئ الذي يعمل اإلنزيم عليه بتعجيل تحويله إلى شكل كيميائي ھو ..مختلف عن الشكل الذي بدأ به اإلنزيم وإرتبط معهمختلف عن الشكل الذي بدأ به اإلنزيم وإرتبط معه

أن الجزيئ على يجب اللقب ھذا :ولتحقيق :ولتحقيق ھذا اللقب يجب على الجزيئ أن .مع اإلنزيم bindsيرتبط •كيميائي• شكل إلى اإلنزيمtransformsيتحول مع إلرتباطه .نتيجة ي ي ي ل ى ول إ زيمtransformsي إل ع ب .يج إلر.بشكل كيميائي مختلف عما إرتبط مع اإلنزيم leavesيـترك اإلنزيم •

نشاط ، نشاط ، ((جزيئ يـقلص أو يـعدم فعالية جزيئ يـقلص أو يـعدم فعالية :: Inhibitor (I) Inhibitor (I)المثبط المثبط ٢٢))لة))ةة ل ال ل ت ث ة قائ ة لةإنز ل ال ل ت ث ة قائ ة Sإنز b t t )S b t t ) (Substrate(Substrateإنزيمية قائمة، حيث يصبح تحويل الحليلةإنزيمية قائمة، حيث يصبح تحويل الحليلة))سرعةسرعة

..في وجود المثبط صعبا او مستحيال في وجود المثبط صعبا او مستحيال ))آ ل ش ل ل أ ط ة .عادة يرتبط مع اإلنزيم ويتركه دون أن يتحول إلى شكل كيميائي آخر•

في حال المثبطات الغير منعكسة فإن المثبط يرتبط مع اإلنزيم ويتحول إلى •اإلنز خ ت ات ل إال اإلنز ك ت ال لكنه آخ ائ ك .شكل كيميائي آخر ولكنه ال يترك اإلنزيم إال بعمليات تـمسخ اإلنزيمشكل

ھو جزيئ كيميائي يزيد أو يرفع ھو جزيئ كيميائي يزيد أو يرفع : : Activator (A)Activator (A)المنشط المنشط ٣٣))ة ةف ةف ةط ذط ف ة ق ذة ف ة ق ة إنزيمية قائمة بحيث يعمل اإلنزيم في وجود ھذا إنزيمية قائمة بحيث يعمل اإلنزيم في وجود ھذا ) ) نشاط ، سرعةنشاط ، سرعة((فعاليةفعالية

. . (Substrate(Substrate))الجزئي بصورة أفضل على الحليلةالجزئي بصورة أفضل على الحليلةلف ل ش ل ل أ إل ك ث شط ل ط ة .عادة يرتبط المنشط ثم يترك اإلنزيم بدون أن يتحول إلى شكل كيميائي مختلف•

افق٤٤)) افقال األنزاااإلنزاإلنزال CCت ::CoenzymeCoenzymeمتمم األنزيمىاواواإلنزيمياإلنزيميالمرافقالمرافق٤٤))وھي جزيئات ضرورية لظھور فعالية تلك اإلنزيمات المتعاشقة الناقصة وھي جزيئات ضرورية لظھور فعالية تلك اإلنزيمات المتعاشقة الناقصة

AAل الكا اإلنز ا ل ل ال ك ال ا لن الكا اإلنز ا ل ل ال ك ال ا ن Apo enzymesApo enzymes وبدونھا ال يمكن الحصول على مايسمى اإلنزيم الكامل وبدونھا ال يمكن الحصول على مايسمى اإلنزيم الكامل..HoloenzymeHoloenzymeالفعالية اإلنزيمية الفعالية اإلنزيمية

اإلنزيمآلية عمل في تدخل أن قبل تنشط أن بد الSubstratesSubstrates المتفاعلة المواد•

ل طذاتطلالتفا ش االت اطلقالطاقةق طاقة(ال

(Mechanism of Enzymes Action)

طاقة(اسم عليھايطلقالطاقةمنقدراالتنشيطھذاويتطلبالتفاعل.) للتفاعل الالزمة التنشيط

الالزمةالتنشيط طاقةمناإلقاللھواإلنزيماتبهتقومالذيوالدور•.الطاقة من مكلفة كمية بأقل التفاعل اتمام أي ، للتفاعل

كيميائي اتحاد في التفاعل مادة مع اإلنزيم ويدخل• مكونا مركبا مؤقتا)( بالطاقةقورنت ماإذا)مثالالحرارة(الطاقةمنضئيلةبكميةينشط

يتحلل ذلك وبعد ، اإلنزيم غياب في نفسھا التفاعل مادة لتنشيط الالزمةE(المؤقتالمركبھذا + S(ليعيداإلنزيم وينطلقالتفاعلنواتجإلى )(مج.SubstrateSubstrateالتفاعل مادة من جديد جزيء مع الدورة نفس

) prosthetic group(او المجموعة المضافةالمجموعة المترابطة •: : ( Co-Factorكوفاكتر و ا (Coenzyme )كوإنزيم عبارة عن - عنهدنا) ل ينف ال األنزي ة بق تبط .مرتبط بقوة مع األنزيم وال ينفصل عنهو معدنا)

أيضا RNA molecules يكون لبعض جزيئات الحمض النووي •اال فة الةظ إ ل ل ا ال ة ا ا ال ذ ھذه المواد خاصة تسمى الريبوزيمات، يعمل على إزالة .وظيفة االنزيمغير وظيفية messenger RNA (mRNA( قطعة من

f i l)(ا ت اإل ا iال ا)( أ ق ل nonfunctional)(المسماه اإلنتروناتintrons) ( ولصق أجزاء ،.اإلكسونات، جنبا إلى جنب، وتدعى وظيفية

Active Site Is a Deep Buried Pocketھ النشط ق كال ق ع عل نة دف مدفونة على عمق كبيرجيبالموقع النشط ھو

Why energy required to reach transition stateis lower in the active site?اذا الطاقةل الةتك ال إل ل لل ة النشطالالز ق ال ف ة ت اقل ة االنتقال االنتقالية اقل مرتبة في الموقع النشطالالزمة للوصول إلى الحالةتكون الطاقةلماذا

It is a magic pocketIt is a magic pocket

(1)(1) Stabilizes transition استقرار االنتقال

(2)+

ا ال (2)ط(3) Reactive groupsالتفاعلية المجموعات

(2)(1)CoE يطرد المياه(3) Reactive groups ي و ج

(4) Coenzyme helps(3)(4) -

(3)Juang RH (2004) BCbasics

How do enzymes work?How do enzymes work?

Two models for substrate bindingTwo models for substrate binding:فرضية القفل والمفتاح:أوال•

Two models for substrate bindingTwo models for substrate bindingحو و ل ي ر ھذه الفرضية من قبل اميل فيشر لتفسير اصطفائية األنزيمات وضعت

ال الذي القفل دور يشابه األنزيم في االرتباط موقع ان افترض حيث افترض ان موقع االرتباط في األنزيم يشابه دور القفل الذي الحيث. القفليفتحه إال مفتاح مخصص له ينطبق شكله على متطلبات ھذا

فھذا اإلنز اط ت اال تط ت فقط نة ئات ز ان إل ؤد ا ما يؤدي إلى ان جزيئات معينة فقط تستطيع االرتباط باإلنزيم في وھذا. األنزيمموقع ارتباطه التفاعلي لتخضع للتفاعالت التي ينجزھا

المحرض:ثانيا• التالءم :فرضية :فرضية التالءم المحرض:ثانيا•اقترح كوشالند فرضية معدلة عن فرضية القفل و المفتاح آخذا بعين االعتبار

ق ف ة ت ال ل ال ال أ افت ث ة ن ت ال ئا ز ال ة حركية الجزيئات البروتينية ، حيث افترض أن السالسل الببتيدية في موقع كاالرتباط تستطيع أن تغير مواقعھا لتالءم ارتباط بعض األھداف، كما إن ھذه ا ز ف الت ا ل ل ت ة ال ا شكل ف تأخذ ة ت ال ل ال السالسل الببتيدية تأخذ في شكلھا الجديد وضعية تسھل عملھا التحفيزي مما ال

.يؤدي إلى إنجاز التفاعل الكيميائي المطلوب

تعريفات اإلنزيميوحدة قياس النشاط :ة االتاإلنزك لكن ل١ت ةك لا اتإلالتفا فن في نواتجإلي التفاعلمادةمنميكرومول١ تحويليمكنھاالتياإلنزيمكمية وتركيز الحرارة درجة( اإلنزيم لعمل المثلي الظروف عند الواحدة الدقيقةناأل زال ك ةت لا )التفا )التفاعل مادةوتركيزالھيدروجينياألس

لإلنزيمالنوعيالنشاط: ي زيمو :إلبروتينعدد وحدات اإلنزيم الموجودة في الملليجرام

T b•Turnover number: The “turnover number” is the number of substrate molecules converted into product by an enzyme molecule in a unit time when the enzyme is fully saturated.