بحث عن الانزيمات

مقدمة البحث

الحمد لله رب العالمين، والصلاة والسلام على نبينا محمد. أما بعد، فإن جسم الإنسان مصنع عجيب تجري فيه آلاف التفاعلات الكيميائية في كل لحظة، من هضم الطعام إلى بناء الخلايا وإنتاج الطاقة. ولو جرت هذه التفاعلات دون مساعد لكانت بطيئة جدًا لا تكفي لبقاء الحياة. والذي يجعلها سريعة ومنظمة هو مجموعة من الجزيئات تسمى الإنزيمات. وفي هذا البحث نتعرف عليها وعلى تركيبها وطريقة عملها وأهميتها.

وقد قال الله تعالى مبينًا إتقان خلقه:

﴿وَتَرَى الْجِبَالَ تَحْسَبُهَا جَامِدَةً وَهِيَ تَمُرُّ مَرَّ السَّحَابِ ۚ صُنْعَ اللَّهِ الَّذِي أَتْقَنَ كُلَّ شَيْءٍ ۚ إِنَّهُ خَبِيرٌ بِمَا تَفْعَلُونَ﴾ [النمل: 88]

تعريف الموضوع

الإنزيمات مواد بروتينية في معظمها، تعمل عوامل حفازة حيوية، أي أنها تسرّع التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية دون أن تُستهلك أو تتغير في نهاية التفاعل. وتسمى المادة التي يعمل عليها الإنزيم المادة المتفاعلة أو الركيزة، وتسمى المادة الناتجة الناتج.

أهمية الموضوع

تظهر أهمية الإنزيمات في أنه لا حياة بدونها، فهي تدخل في الهضم والتنفس والبناء والتخلص من الفضلات. ومعرفة طريقة عملها تفسر لماذا نصاب بالحمى حين ترتفع حرارتنا كثيرًا، ولماذا نحفظ الطعام في الثلاجة، ولماذا تستخدم المنظفات الحديثة إنزيمات لإزالة البقع. كما أنها أساس كثير من الصناعات الغذائية والدوائية.

أهداف البحث

• التعرف على تعريف الإنزيمات وتركيبها.
• فهم آلية عمل الإنزيم مع مادته المتفاعلة.
• معرفة العوامل التي تؤثر في نشاط الإنزيم.
• التعرف على أمثلة لإنزيمات الهضم وغيرها.
• بيان أهمية الإنزيمات في الجسم والصناعة.

محاور البحث

أولًا: خصائص الإنزيمات

• بروتينية التركيب: أغلب الإنزيمات بروتينات تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية مطوية بشكل ثلاثي الأبعاد محدد.
• التخصص: يعمل كل إنزيم عادة على مادة متفاعلة واحدة أو مجموعة متقاربة منها.
• الفعالية العالية: يكفي مقدار قليل من الإنزيم لتحفيز كمية كبيرة من المادة المتفاعلة.
• إعادة الاستخدام: لا يُستهلك الإنزيم في التفاعل فيعمل مرات كثيرة.
• الحساسية للظروف: يتأثر بالحرارة ودرجة الحموضة.

ثانيًا: كيف يعمل الإنزيم؟

لكل إنزيم منطقة صغيرة في سطحه تسمى الموقع النشط، ولها شكل خاص يناسب شكل المادة المتفاعلة. وتشبه العلاقة بينهما علاقة القفل بالمفتاح، فالمفتاح المناسب وحده يفتح القفل. وعند التقاء المادة المتفاعلة بالموقع النشط يتكون معقد مؤقت يسمى معقد الإنزيم والمادة المتفاعلة، ثم يحدث التفاعل وتتكون النواتج التي تنفصل عن الإنزيم، ويعود الإنزيم حرًا ليعمل من جديد.

والإنزيمات تخفض طاقة التنشيط، وهي الطاقة اللازمة لبدء التفاعل، ولذلك تحدث التفاعلات بسرعة في درجة حرارة الجسم المعتدلة بدل أن تحتاج إلى حرارة عالية.

ثالثًا: العوامل المؤثرة في نشاط الإنزيم

والدرجة المثلى لأغلب إنزيمات جسم الإنسان قريبة من حرارة الجسم الطبيعية، ولذلك تكون الحمى المرتفعة جدًا خطرًا على الإنسان. أما إنزيم البيبسين في المعدة فيعمل في وسط حمضي، بينما تعمل إنزيمات الأمعاء الدقيقة في وسط قلوي ضعيف.

رابعًا: أمثلة على الإنزيمات

وعدم وجود إنزيم اللاكتيز أو قلته عند بعض الناس يسبب ما يعرف بعدم تحمل اللاكتوز، وعلاجه ومتابعته من اختصاص الطبيب.

خامسًا: تسمية الإنزيمات

تنتهي أسماء كثير من الإنزيمات في اللغة الإنجليزية بالمقطع -ase، وغالبًا ما يُشتق اسم الإنزيم من اسم المادة التي يعمل عليها، فالإنزيم الذي يعمل على اللبن في سكره يسمى lactase، والذي يعمل على الدهون lipase، وهكذا تسهل معرفة وظيفته من اسمه.

سادسًا: أهمية الإنزيمات

• في الجسم: تهضم الغذاء وتحرر الطاقة وتصنع المواد اللازمة للخلية وتصلح الأنسجة.
• في الصناعات الغذائية: تدخل في صناعة الأجبان والخبز والعصائر وتحلية بعض المنتجات.
• في الصناعة: تُضاف إلى المنظفات لتفتيت بقع البروتين والدهون، وتُستخدم في صناعة الجلود والمنسوجات.
• في الطب: تُستخدم في بعض التحاليل المخبرية لتشخيص الأمراض، وبعض الأدوية مصدرها إنزيمات، ويقرر ذلك الطبيب المختص.

سابعًا: تجربة بسيطة

يمكن في المختبر المدرسي ملاحظة عمل الكاتاليز بوضع قطعة صغيرة من الكبد أو البطاطس في محلول بيروكسيد الهيدروجين المخفف، فتظهر فقاعات الأكسجين. وعند غلي القطعة أولًا ثم وضعها في المحلول لا تظهر الفقاعات، لأن الحرارة العالية أتلفت الإنزيم. وهذه التجربة تبين التخصص وتأثر الإنزيم بالحرارة، ويجب إجراؤها بإشراف المعلم.

النتائج

• الإنزيمات بروتينات تعمل عوامل حفازة تسرّع التفاعلات الحيوية دون أن تُستهلك.
• يعمل الإنزيم بتخصص عن طريق موقعه النشط الذي يلائم مادته المتفاعلة.
• يتأثر نشاط الإنزيم بالحرارة والحموضة وتركيز المادة والمثبطات.
• للإنزيمات دور أساسي في الهضم والصناعة والطب.

التوصيات

• المحافظة على صحة الجسم بالتغذية المتوازنة التي تمد الجسم بما يلزم لبناء الإنزيمات.
• مراجعة الطبيب عند ارتفاع الحرارة الشديد أو ظهور اضطرابات الهضم المستمرة.
• حفظ الأغذية في درجات حرارة مناسبة لمنع نشاط الإنزيمات المسببة للتلف.
• إجراء التجارب المخبرية بإشراف المعلم واتباع تعليمات السلامة.

الخاتمة

تعرّفنا في هذا البحث على الإنزيمات، تلك الجزيئات الصغيرة العظيمة الأثر التي تقوم عليها حياة الكائنات الحية. وفهمنا كيف تعمل بدقة مثل القفل والمفتاح، وكيف تتأثر بالحرارة والحموضة، وما لها من فوائد في الجسم والصناعة. ومن تأمل هذا النظام الدقيق ازداد يقينًا بعظمة الخالق سبحانه.

المراجع

• كتب الأحياء للمرحلة الثانوية، وزارة التعليم في المملكة العربية السعودية.
• كتب الكيمياء الحيوية الجامعية في موضوع الإنزيمات والتفاعلات الحيوية.
• كتب علم وظائف الأعضاء في موضوع الجهاز الهضمي.

كلمات دليلية