نسخة الفيديو النصية
للإنزيمات درجة حرارة مثلى. أي من الآتي يعرف مصطلح «درجة الحرارة المثلى»؟ أ: درجة الحرارة المثلى هي درجة الحرارة التي يعمل عندها الإنزيم على أفضل نحو. ب: درجة الحرارة المثلى هي درجة الحرارة التي يكون معدل التفاعل عندها أبطأ ما يمكن. ج: درجة الحرارة المثلى هي درجة الحرارة التي يتشوه عندها الإنزيم. د: درجة الحرارة المثلى هي درجة الحرارة التي يحفز عندها الإنزيم أكبر عدد من التفاعلات المختلفة. هـ: درجة الحرارة المثلى هي درجة الحرارة التي يمكن للإنزيم التضاعف عندها.
لفهم المقصود بمصطلح درجة الحرارة المثلى للإنزيمات، دعونا نسترجع أولًا الحقائق الأساسية حول كيفية عمل الإنزيمات. الإنزيمات عوامل حفازة حيوية تسرع معدل التفاعلات الكميائية دون أن تستهلك. تتكون الإنزيمات من عديدات ببتيد مطوية ولها أشكال معينة يحددها ترتيب الأحماض الأمينية على طول السلسلة. تكون هذه الأحماض الأمينية روابط فيما بينها، وهو ما يساعد في تحديد شكلها العام، وعلى الأخص، تحديد شكل الموقع النشط.
الموقع النشط هو المنطقة التي ترتبط فيها الركيزة بالإنزيم. وهو متكامل مع الركيزة، أي أنهما يتلاءمان معًا بصورة مثالية، مكونين مركب الإنزيم والركيزة. يمكن أن يحدث التفاعل الآن وتطلق النواتج. وبما أن الموقع النشط يرتبط بركيزة واحدة معينة؛ فإن الإنزيم يمكنه تحفيز تفاعل واحد فقط.
دعونا الآن نتناول ما المقصود بدرجة الحرارة المثلى للإنزيم. يمكن أن تتأثر كفاءة الإنزيم في تحفيز التفاعل بالتغيرات التي تطرأ على البيئة، مثل درجة الحرارة. يعتمد ارتباط الإنزيم مع الركيزة على تصادم الجزيئين أحدهما بالآخر. في درجات الحرارة المنخفضة تكون طاقة حركة الجزيئات قليلة جدًّا. لذلك تتحرك ببطء وتقل احتمالية تصادمها، فيكون معدل التفاعل منخفضًا.
يمكن توضيح ذلك على تمثيل بياني. معدل التفاعل موضح على المحور 𝑦. يمكننا ملاحظة أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة زاد معدل التفاعل. وذلك نتيجة لزيادة طاقة حركة الجزيئات، وهو ما يعني زيادة احتمالية التصادمات الناجحة. يستمر هذا حتى الوصول إلى المعدل الأقصى الموضح في التمثيل البياني. وتعرف درجة الحرارة عند هذا المعدل بدرجة الحرارة المثلى. مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة تبدأ الروابط التي تحافظ على بنية الإنزيم في التكسر. ويحدث تغير في شكل الموقع النشط. وأخيرًا يتوقف التفاعل؛ لأن جزيئات الركيزة لم تعد قادرة على الارتباط بالإنزيم. يشار إلى الإنزيم في هذه الحالة بأنه مشوه.
يمكننا الآن العودة إلى السؤال ومحاولة إيجاد الإجابة التي تمثل الوصف الصحيح لدرجة الحرارة المثلى. بناء على ما تناولناه، نعلم أن درجة الحرارة المثلى تشير إلى درجة الحرارة التي يعمل عندها الإنزيم على أفضل نحو. يبدو أن الخيارين أ، د قد يكونان صحيحين. لكن الخيار د يذكر عبارة «تفاعلات مختلفة». يمكن للإنزيم أن يحفز تفاعلًا واحدًا فقط بسبب موقعه النشط الذي يرتبط بركيزة معينة. إذن الخيار د غير صحيح.
بناء على ما سبق، الإجابة الصحيحة هي الخيار أ. درجة الحرارة المثلى هي درجة الحرارة التي يعمل عندها الإنزيم على أفضل نحو.
