שאלות הכנה לבגרות בביולוגיה

מולקולות האנזים מתקשרות לסובסטרט עליו הן פועלות ומזרזות תהליכים ביולוגיים של בניה או פירוק.

ככל ששיעור ההתקשרות בין מולקולות האנזים למולקולות הסובסטרט יותר גדול , שיעור הפעילות האנזימתית יותר גבוה.

כדי שתהיה התקשרות יעילה בין האנזים לסובסטרט חייבת להיות התאמה מרחבית בין מבנה מולקולת האנזים ולבין מולקולת הסובסטרט עליו הוא פועל.

האנזימים הם חלבונים והמבנה המרחבי שלהם מושפע גם מהטמפרטורה וגם מה-PH.

 

הגורמים  העיקריים המשפיעים על קצב הפעילות האנזימתית הם:

א. ריכוז האנזים בתמיסה.

ב. ריכוז הסובסטרט בתמיסה.

ג. טמפרטורה.

ד. PH  דרגת החומציות.

השפעת הגורמים הנ"ל על הפעילות האנזימתית היא:

א. ריכוז האנזים בתמיסה: ככל שריכוז האנזים בתמיסה יותר גדול, קצב הפעילות האנזימתית יותר גדול, עד גבול מסויים.

הסבר: ככל שריכוז האנזים יותר גדול, עולה ההסתברות למפגש בין מולקולות האנזים לבין מולקולת הסובסטרט ולכן ככל שריכוז האנזים יותר גבוה הפעילות האנזימתית יותר גבוהה.

ההשפעה הזו היא עד גבול מסויים , כי בריכוזים גבוהים של אנזים קיים גורם אחר שהופך לגורם המגביל ומונע עליה נוספת בשיעור הפעילות האנזימתית.

ב. ריכוז הסובסטרט -- ככל שריכוז הסובסטרט יותר גבוה עולה ההסתברות למפגש בין האתר הפעיל של האנזים לבין מולקולת הסובסטרט, ולכן ככל שריכוז הסובסטרט יותר גבוה שיעור הפעילות האנזימתית יותר גדול עד גבול מסויים.

העלאת ריכוז הסובסטרט מעלה את קצב התגובה האנזימתית עד גבול מסויים, כי בריכוזים גבוהים של סובסטרט הופך אחד הגורמים האחרים המשפיעים על התהליך להיות הגורם המגביל.

ג. טמפרטורה:

הטמפרטורה משפיעה על קצב הפעילות האנזימתית בשתי דרכים:

1.העלאת הטמפרטורה מזרזת את תנועת המולקולות בתמיסה ,

ולכן בטמפרטורות נמוכות, העלאת הטמפרטוה מגבירה את קצב תנועת המולקולות ומגבירה את הסיכויים למפגש בין מולקולות האנזים לבין מולקולות הסובסטרט, לכן העלאת הטמפרטורה מגבירה את שיעור הפעילות האנזימתית.

2. בטמפרטורות גבוהות משתנה המבנה המרחבי של מולקולות האנזים, כי בטמפרטורות גבוהות משתנים הכוחות שיוצרים את הקשרים המימניים, ולכן המבנה המרחבי של האנזים משתנה. כאשר המבנה המרחבי של האתר הפעיל משתנה, יורדת האפיניות בין מולקולות האנזים ומולקולות הסובסטרט ולכן שיעור התגובה האנזימתית יורד.

לכל אנזים יש טמפטורה מיטבית אשר בה הוא פועל, ולכן ככל שמתרחקים ממנה הפעילות האנזימתית פוחתת.

 

ד.PH - דרגת החומציות נקבעת על ידי ריכוז יוני המימן בתמיסה. ככל שריכוז יוני המימן יותר גבוה החומציות יותר גבוהה וה-PH יותר נמוך.

ריכוז יוני המימן בתמיסה משפיע על המבנה המרחבי של האנזים.

לכל אנזים יש PH אופטימלי אשר בו הפעילות האנזימתית היא מיטיבית וככל שמתרחקים מה-PH האופטימלי הפעילות האנזימתית פוחתת.

 

הערה:

בנוסף לגורמים העיקריים שנמנו לעיל יש גם אנזימים שפעילותם מושפעת מנוכחות קופקטורים כגון יוני מתכות , או מנוכחות של קואנזימים בתמיסה