نشاط الإنزيم – تأثير درجة الحرارة وقيمة pH وتركيز مادة التفاعل والمثبطات

ماذا تعرض

الإنزيمات بروتينات لا يرتبط موقعها النشط إلا بمواد تفاعل ذات شكل ملائم. تحسب المحاكاة السرعة بالعلاقة v = Vmax·f(T)·f(pH)·[S]/(Km + [S]). دون الدرجة المثلى (T ≈ 37 °C) تتضاعف السرعة تقريبًا مع كل ارتفاع ΔT = 10 °C، وعند T > 55 °C تتغير طبيعة البروتين ولا يستعيد نشاطه عند التبريد. ولكل إنزيم قيمة pH مثلى خاصة به: يعمل الببسين في حمض المعدة، ويعمل التربسين في الوسط القاعدي للأمعاء الدقيقة. يرفع المثبط التنافسي قيمة Km الظاهرية ويمكن التغلب عليه بزيادة مادة التفاعل، أما المثبط غير التنافسي فيخفض Vmax مهما كان تركيز مادة التفاعل.

طريقة الاستخدام

اختر الإنزيم، وابدأ عند درجة حرارة الجسم وقيمة pH المثلى له، ولاحظ السرعة المقيسة لتكوّن الناتج. غيّر عاملًا واحدًا في كل مرة: ارفع درجة الحرارة فوق الدرجة المثلى، وأبعد pH عن قيمته المثلى، ثم أعد كل منزلق إلى موضعه لترى ما الذي يعود. بعد ذلك اختر المثبط، ولاحظ انخفاض السرعة، واضغط «+20 مادة تفاعل» عدة مرات. اضغط «إعادة الضبط» بعد أن تتغير طبيعة الإنزيم.

المعاملات القابلة للتغيير

• الإنزيم الأميليز اللعابي (قيمة pH المثلى 7), الببسين المعدي (قيمة pH المثلى 2), تربسين الأمعاء الدقيقة (قيمة pH المثلى 8)
• درجة الحرارة 0–80 °C
• pH 1–13
• تركيز مادة التفاعل (عدد الجزيئات) 10–120
• المثبط بدون, تثبيط تنافسي (يتنافس على الموقع النشط), تثبيط غير تنافسي (يرتبط بموقع آخر)

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يفقد الببسين نشاطه كله تقريبًا عند ضبط قيمة pH على 8؟
2. بعد تسخين الإنزيم إلى T = 60 °C ثم تبريده إلى T = 37 °C، هل يعود نشاطه؟ ولماذا؟
3. كيف تكشف زيادة مادة التفاعل عن نوع المثبط: تنافسي أم غير تنافسي؟