نسخة الفيديو النصية
يوضح التمثيل البياني الآتي معدل تفاعل محكوم بالإنزيمات مقارنة بتركيز الركائز. صواب أم خطأ: بعد فترة زمنية، يتوقف معدل التفاعل عن التزايد نظرًا لتكسر جميع الإنزيمات؟
للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نتذكر ما يحدث أثناء التفاعل المحكوم بالإنزيمات. الإنزيمات عوامل حفازة حيوية. تزيد الإنزيمات من معدل التفاعل دون أن تستهلك. يرتبط جزيء الركيزة بموقع على سطح الإنزيم يسمى الموقع النشط، وينشأ عن هذا الارتباط مركب الإنزيم والركيزة. يمكن أن يحدث التفاعل حينئذ، ويطلق الناتج أو النواتج بعد ذلك. يظل الإنزيم بلا تغيير بحيث يمكنه الارتباط بجزيء ركيزة آخر وتحفيز المزيد من التفاعلات.
يمكن أن يتأثر معدل التفاعل المحكوم بالإنزيمات بمجموعة من العوامل المختلفة. يدور السؤال حول تأثير تركيز الركيزة على معدل التفاعل. كما هو موضح في التمثيل البياني المعطى، في البداية يزداد معدل التفاعل مع زيادة تركيز الركيزة. هذا لأنه عندما يكون تركيز الركيزة منخفضًا، تظل العديد من المواقع النشطة للإنزيمات فارغة، إذ لا يوجد ما يكفي من جزيئات الركيزة للارتباط بها. لذلك يكون معدل التفاعل منخفضًا. لكن مع زيادة تركيز الركيزة، يزيد معدل ارتباط الركائز بالمواقع النشطة في أي لحظة من الزمن. لذا يحفز عدد أكبر من الإنزيمات عملية تحويل الركائز إلى نواتج.
بمجرد إطلاق الناتج من الموقع النشط، تتاح المزيد من جزيئات الركيزة للارتباط. لذلك يزداد معدل التفاعل مع زيادة تركيز الركيزة. كما نلاحظ في التمثيل البياني، يستمر حدوث ذلك حتى نقطة معينة. حيث يزداد معدل التفاعل إلى قيمته القصوى، التي تسمى أيضًا 𝑉 max. عند هذه النقطة تصبح جميع المواقع النشطة للإنزيمات مشغولة في أي لحظة من الزمن. ويمكننا القول إن الإنزيم مشبع بالركيزة. لذا فإن أي زيادة إضافية في تركيز الركيزة لن تزيد من معدل التفاعل؛ حيث إن جميع المواقع النشطة للإنزيمات مشغولة بالفعل، ويعمل الإنزيم بسعته القصوى.
هذا ما يفسر لماذا يثبت المنحنى البياني. يستمر تركيز الركيزة في الزيادة، لكن لا يمكن أن يزيد معدل التفاعل أكثر من ذلك، حيث لا يتوفر المزيد من المواقع النشطة للإنزيمات لكي ترتبط بها الركيزة.
يطلب منا السؤال تحديد ما إذا كان صوابًا أم خطأ أن معدل التفاعل يتوقف عن التزايد نظرًا لتكسر جميع الإنزيمات. رأينا للتو كيف يتوقف معدل التفاعل عن الزيادة نظرًا لعدم وجود إنزيمات متاحة للارتباط بمزيد من جزيئات الركيزة. تذكر أيضًا أن الإنزيمات تحفز التفاعلات لكنها تظل دون تغيير، أي أنها لا تتكسر.
بناء على ما سبق، العبارة: «بعد فترة زمنية، يتوقف معدل التفاعل عن التزايد نظرًا لتكسر جميع الإنزيمات.» خطأ.