الانزيمات Enzymes

من المعروف أن أعداداً هائلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية تحدث في الخلايا النباتية الحية تؤدي بمجملها إلى مظاهر الحياة المختلفة من نمو وتكاثر وتتطلب هذه التفاعلات وسائط حيوية لتقوم بتسريعها وتوجيهها حسب حاجة ونشاط الخلية تدعى بالإنزيمات Enzymes ، والأنزيمات عبارة عن جزيئات بروتينية نوعية، توجد في الخلايا الحية تتوسط التفاعلات الحيوية وفي حال غيابها تتوقف في تلك التفاعلات ويؤدي بالخلية إلى الهلاك والموت.

ويمكن اعتبار الأنزيمات كوسائط حيوية تنخفض فعاليتها أحياناً بوجود مثبطات تؤدي إلى التغيرات في حالتها الفيزيائية والكيميائية، كما انها تستطيع البدء في التفاعلات الحيوية، وتمتاز بالاصطفائية النوعية، أي لكل تفاعل إنزيم خاص. وكذلك فالأنزيمات كوسائط حيوية تخفض مستوى الطاقة (طاقة الوضع) للتفاعل الكيميائي بصورة عامة مقارنة مع الوسائط غير العضوية. وأن النواتج بصورة عام مقارنة مع الوسائط غير العضوية. وان النواتج النهائية للتفاعلات الكيميائية تظهر بالمئة وعادة يتشكل معقد النهائية للتفاعلات الكيميائية تظهر مائة بالمئة وعادة يتشكل معقد مرحلي بين الانزيم Enzyme ومادة التفاعل Substrate يسمى Enzyme complexe Substrat واختصاراً (ES) من خلال المركز الفعال Actice center ويتحقق بارتباط معين لنهايات الأحماض الامينية، حيث يؤدي إلى إعطاء الشكل الفراغي المعين الذي يرتبط بالنوعية العالية للأنزيم وذلك حسب نظرية القفل والمفتاح (1980, Fischer) حيث يوجد تقابل هندسي بين جزيء الانزيم ومادة التفاعل كما في الشكل ادناه

شكل : آلية ارتباط الانزيم بمادة التفاعل (نظرية القفل والمفتاح).

لقد تمكن العلماء في السنوات الاخيرة من دراسة النظم الانزيمية وتوزعها داخل الخلية بشكل دقيق ومعرفة الادوار الهامة لكل مجموعة منها، وهكذا تعتبر الوظائف الفسيولوجية لجزء معين من الخليلة دليلاً جيداً على وجود الانزيمات المشاركة في هذه الوظائف فمثلاً تعد وظيفة Ricosomes بصفة أساسية هي تخليق البروتين (Synthesis  of  protein) لذلك فعملية النقل Ranslocation الخاصة ببناء البروتين تككون موجودة على سطح الرايبوزموتا أو قريبة جداً من مكان تواجدها.

ترتبط العديد من الانزيمات الخاصة بالأيض الخلوي مع عضيات الخلية، وعلى الأرجح فإن أعلى التركيزات من الانزيمات توجد في الميتوكوندريا Mitochondria والبلاستيدات Plastids، فجميع انزيمات دورة كريبس Greb's cycle وهي الانزيمات التي تقوم بالأكسدة الكاملة لحمض البيروفيك إلى CO₂ و H₂O موجودة في الميتوكوندريا، بالإضافة إلى أنزيمات النقل الالكتروني  (E.T.S) Electonic transfer system والتي ينتج من خلالها جزيئات ATP، اما البلاستيدات Plastids وتحديداً الخضراء منها Chloroplastids فتحتوي علىجميع الانزيمات الضرورية لتثبيت CO₂ من خلال عملية البناء الضوئي Photosynthesis ضمن الحشوة Stroma بالإضافة إلى الانزيمات الضرورية اللازمة لتخليق الصبغات Pigments اما في السايتوبلازم فتحتوي  على كميات وافرة من الانزيمات حيث توجد جميع أنزيمات التحلل السكري Glycolysis وأنزيمات التحلل المائي Hydrolysis وانزيمات اخرى.

هذا كله حقيقة أن اجزاء الخلية المختلفة تنظم تفاعلات متباينة بوجود انزيمات متخصصة تؤدي بمجملها إلى أن تقوم الخلية بعملها على أكمل وجه بما يؤمن استمراريتها واستمرارية الحياة على الأرض.