نسخة الفيديو النصية
أي العوامل الآتية لا يؤثر على معدل تفاعل الإنزيمات؟ أ: الأس الهيدروجيني، ب: تركيز الإنزيم، ج: لون الإنزيم، د: تركيز الركيزة.
دعونا نراجع سريعًا آلية عمل الإنزيمات، ومن ثم نستعرض خيارات الإجابة لتحديد العامل الذي لا يؤثر على نشاط الإنزيمات.
الإنزيمات عوامل حفازة حيوية، وهذا يعني أنها تسرع التفاعلات الكيميائية دون أن تتغير أو تستهلك. قد تعمل الإنزيمات على ركيزة واحدة فقط، مثلما يحدث عندما يكسر إنزيم الأميليز اللعابي النشا إلى جزيئات المالتوز. أو قد تعمل الإنزيمات على أكثر من ركيزة واحدة، مثل إنزيم الربط، وهو إنزيم مهم في إصلاح الحمض النووي (DNA) وتضاعفه. وللتبسيط، سنكتفي بالإشارة إلى حالة الركيزة الواحدة للإجابة عن هذا السؤال. لكن كيف تعمل الإنزيمات؟
تتكون الإنزيمات من سلسلة واحدة أو أكثر من عديد الببتيد. كل نوع من الإنزيمات له شكله المحدد؛ وذلك بسبب التفاعلات التي تحدث بين الأحماض الأمينية المختلفة على طول السلسلة وتفاعلاتها مع الوسط. والمنطقة التي تسمى «الموقع النشط» هو ذلك الموضع الذي ترتبط عنده الركيزة. يتطابق شكل الموقع النشط مع الركيزة، وهو ما يعني أنهما يتراكبان مثلما تتراكب قطع الأحجية. أو يمكنك القول إن الركيزة تلائم الموقع النشط مثلما يلائم المفتاح القفل. ومثلما لا يمكن للمفتاح الواحد سوى أن يفتح قفلًا واحدًا، فكل نوع من الإنزيمات لا يمكنه سوى تحفيز تفاعل واحد فقط.
عند التقاء الإنزيم والركيزة، يكونان مركب الإنزيم والركيزة. وبذلك يحدث التفاعل، وتنطلق النواتج. ويلزم توفر ظروف معينة للإنزيمات لكي تعمل على النحو الأفضل، مثل درجة الحرارة أو الأس الهيدروجيني. هذه الظروف تسمى «الظروف المثلى». وإذا تغيرت الظروف كثيرًا عن الظروف المثلى، فإن الروابط التي تحافظ على تماسك التركيب تبدأ التكسر. ومن ثم يتغير شكل الموقع النشط بصفة دائمة، ويقال إن الإنزيم مشوه. وهذا يعني أن علينا استبعاد الخيار أ؛ لأن الإنزيمات تتأثر بالفعل بالأس الهيدروجيني.
لكل إنزيم مدى محدد من الأس الهيدروجيني يزيد عنده معدل سرعة التفاعل إلى الحد الأقصى. يفرز إنزيم الأميليز اللعابي في الفم لتحفيز هضم النشا. والأس الهيدروجيني للفم متعادل تمامًا، ومثالي لنشاط الأميليز. أما في وسط أكثر أو أقل حمضية، يتشوه الإنزيم ويصبح غير قادر على أداء وظيفته. وينطبق الأمر نفسه على الببسين، وهو إنزيم يكسر البروتينات إلى ببتيدات صغيرة. وبما أن الببسين موجود في المعدة التي تتميز بوسط شديد الحمضية، فإن الببسين يعمل على أفضل وجه عند أس هيدروجيني مقداره اثنان تقريبًا، ويتشوه عندما يكون في وسط أقل حمضية. وبما أن السؤال يطلب تحديد العامل الذي لا يؤثر على معدل تفاعل الإنزيم، فيمكننا استبعاد الخيار أ.
بمجرد أن تنطلق النواتج من الإنزيمات في نهاية التفاعل، تصبح الإنزيمات جاهزة للارتباط بالركيزة التالية؛ لتؤدي عملها من جديد. افترض أنه لا يوجد سوى عدد قليل من جزيئات الإنزيم في أحد المحاليل، وهو ما يعني تركيزًا منخفضًا للإنزيم. في هذه الحالة، يحدث التفاعل بمعدل بطيء للغاية؛ لأن جميع الإنزيمات تكون مشغولة باستمرار. وكلما ازداد عدد جزيئات الإنزيم، ازداد معدل التفاعل؛ وذلك نظرًا لوجود المزيد من جزيئات الإنزيم التي تسبب حدوث التفاعل. إذن، كلما ازداد تركيز الإنزيم، ازداد عدد الجزيئات المتاحة من الإنزيم وازداد معدل التفاعل، إلى ألا تتبقى أي جزيئات أخرى من الركيزة ترتبط بالمواقع النشطة. إذن، تركيز الإنزيم يؤثر بالفعل على معدل تفاعل الإنزيمات، وبذلك يمكننا استبعاد الخيار ب.
يمكننا إيجاد حالات مماثلة عند البحث في العلاقة بين معدلات التفاعل وتركيز الركيزة. افترض أنه يوجد عدد قليل من جزيئات الركيزة. وحينها يصبح من النادر أن تلتقي الإنزيمات بالركائز المطابقة لها، وينخفض معدل التفاعل. ولكن كلما ازداد تركيز الركيزة، ازدادت الجزيئات المتاحة من الركيزة وازدادت فرص التصادم مع جزيئات الإنزيم لتكوين مركبات الإنزيم والركيزة؛ ومن ثم يزيد معدل التفاعل.
يستمر معدل التفاعل في الزيادة إلى أن تصبح الإنزيمات مشبعة ولا يمكنها الارتباط بأي جزيئات أخرى من الركيزة في أي لحظة؛ إذ لا توجد مواقع نشطة متاحة. هذا يعني أن الخيار د يصف أحد العوامل التي تؤثر على معدلات تفاعلات الإنزيمات؛ ومن ثم فهو ليس إجابة صحيحة لهذا السؤال.
وبذلك يتبقى لدينا الخيار ج، لون الإنزيم. الإنزيمات بروتينات. وحتى إذا كنا نشير إلى الإنزيمات بلون محدد، فالعديد منها عديم اللون. ولا توجد حالة معروفة يؤثر فيها اللون على نشاط الإنزيمات.
إذن، الإجابة الصحيحة عن السؤال هي الخيار ج. العامل الذي لا يؤثر على نشاط الإنزيمات هو لون الإنزيم.
