لإظهار دور البروتينات في النشاط الإنزيمي ، نقترح الدراسة التالية :
1- عند مزج كميات معلومة من الإنزيم (E) ومادة التفاعل (S) في شروط مناسبة ، ينتج عنه تفاعل إنزيمي كما هو موضح بالعلاقة التالية :
P + S → S-E → S+ E
حيث : 1V تمثل سرعة التفاعل بين ال (E) و ال (S) .
ماذا يمثل (S-E ) ؟
يمثل (ES) : معقد "انزيم- مادة التفاعل "
كيف يتم قياس سرعة التفاعل الإنزيمي ؟
كيفية قياس سرعة التفاعل
تقاس سرعة التفاعل بكمية المادة المستهلكة أو الناتجة (أ) خلال وحدة الزمن
ماهي طبيعة العلاقة البنيوية بين (E) و (S) ؟
طبيعة العلاقة بين E و S : تكامل يسوي بين الموقع الفعال الانزيم و مادة التفاعل
يعمل الإنزيم ريبونيكلياز على إماهة ال ARN ، و يسمح تتبع تطور تركيز كل من المنتوج P و ال S-E بالحصول على الوثيقة (1) .
حلّل منحنيي الوثيقة (1) .
تحليل المنحنيين (تحليل مقارن اجباري )
- من ز0-ز1 زيادة سريعة في تشكل معقد أنزيم مادة الفاعل ليبلغ حدا عظيما في ز1 و زيادة سريعة في المنتوج
- من ز1 إلى ز2 نلاحظ ثبات ديناميكي (كمي) في تشكيل المعقد انزيم مادة الفاعل عند الحد الاعظمي و استمرار زيادة المنتوج .
- ز2 – ز3 تناقص في تشكيل المعقد إلى أن ينعدم و تباطى في زيادة إلى أن يثبت المنتوج .
قدّم تفسيرا للنتائج المحصل عليها .
التفسير :
- ز0- ز1 تشكل معقد يدل على أن الانزيم وظيفيا (نشطا) و الزيادة السريعة للتفاعل تدل على أن عدد جزيئات الانزيم في الوسط أكبر من تركيز مادة التفاعل (S) .
- في ز1 : كل الانزيمات مشغولة أي في حالة تشبع و زيادة كمية المنتوج يدل على استمرار نشاط الانزيم .
- ز1- ز2 : ثبات سرعة تشكل المعقد – انزيم مادة التفاعل يدل على أن سرعة تشغله تساوي سرعة تفكيكه أي 2V= 1V و استمرار زيادة يدل على إنزيم يقوم بإماهة ال ARN
- ز2- ز3 : التناقص في تشكل المعقد يدل على أن مادة التفاعل ARN قلت تدريجيا إلى أن انعدمت كليا في الوسط في ز3 لأن الانزيم يبقى وظيفيا بعد تحفيزه للتفاعل و انعدام مادة ARN في الوسط هو الذي أدى إلى تباطؤ في زيادة المنتوج تم ثبات تركيزه في الوسط .
مثّل برسم تخطيطي تفسيري يوضح العلاقة بين (E) و (S) و (P) في الأزمنة التالية : ز0 ، ز1 ، ز2 .
ملاحظة : استعمال الرموز المعطاة .
رسم تخطيطي تفسيري يوضح العلاقة بين E ، S ، P :
تّم حضن إنزيم الريبونيكياز مع مادتي β مركبتو إيثانول و اليوريا ، فأصبح الإنزيم عندئذ غير وظيفي . و بعد التخلص من هاتين المادتين في وجود الأكسجين ِ،يسترجع الإنزيم نشاطه كما هو موضح بالوثيقة (2) .
من هذه المعطيات التجريبية ، و معلوماتك . ماهي الأسباب التي إلى فقدان الإنزيم نشاطه ؟ علّل إجابتك .
الأسباب التي أدت إلى فقدان الإنزيم نشاطه :
من الوثيقة 2 نسجل أن المادتين الكميائيتين و β مركبتو ايثانول و اليوريا تسببا في تفكيك الروابط الكبريتية لبعض الاحماض الأمينية (السيستين ) (Sgs) للسلسلة البيبتيدية مما أدى إلى زوال انطوائها فتغيرت البيئة الفراغية بينما بقيت البنية الأولية سليمة
التعليل : يتوقف نشاط الانزيم على البنية الفراغية و بالضبط على موقعه الفعال ، و تتغير البنية الفراغية يؤدي إلى تغيير الموقع الفعال الانزيم و بالتالي لا يتم تشكل المعقد و الدليل على ذلك استعادة الأنزيم لنشاطه بعد التخلص من المادتين