Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تحفيز الإنزيم (التحفيز الحيوي)

تحفيز الإنزيم (التحفيز الحيوي)

1897
  • Eduard Buchner
  • Emil Fischer
كيميائي حيوي يجري تجارب تحفيز الإنزيمات في المختبر.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

الإنزيمات بروتينات تعمل كمحفزات بيولوجية. تتميز هذه الإنزيمات بدقة وكفاءة عاليتين، وغالبًا ما تُسرّع التفاعلات بملايين المرات في ظل ظروف فسيولوجية معتدلة (مثل درجة الحرارة والرقم الهيدروجيني). يحدث التفاعل في منطقة محددة من الإنزيم تُسمى الموقع النشط، والتي ترتبط بالركيزة من خلال آلية القفل والمفتاح أو آلية التوافق المُستحث.

يمثل التحفيز الإنزيمي ذروة الكفاءة التحفيزية والانتقائية. تخلق هذه الهياكل البروتينية المعقدة بيئة متناهية الصغر فريدة من نوعها داخل موقعها النشط مصممة بشكل مثالي لتثبيت الحالة الانتقالية لتفاعل معين. ويتحقق ذلك من خلال مجموعة من العوامل: التوجيه الدقيق للركائز، وتوفير مجموعات وظيفية حمضية أو قاعدية، وتوتر روابط الركيزة، وتوفير مسار تساهمي بديل. يمكن وصف حركية العديد من التفاعلات المحفزة للإنزيمات من خلال معادلة مايكليز-مينتن: [latex]v = \frac{V_V{max}[S]}{K_M + [S]}[/latex]، حيث [latex]v[/latex] هو معدل التفاعل، و[latex]V_TV{max}[/latex] هو المعدل الأقصى، و[latex]V[S] [/latex] هو تركيز الركيزة، و[latex]K_Max_[/latex] (ثابت مايكليز) هو تركيز الركيزة التي يكون معدل التفاعل عندها نصف [latex]V_Max{max}[/latex].

واقترح نموذج ‘القفل والمفتاح’ الأصلي لإميل فيشر نموذج ‘القفل والمفتاح’ موقعًا نشطًا جامدًا يتطابق تمامًا مع الركيزة. وقد تم تنقيح هذا النموذج لاحقًا بواسطة نموذج دانيال كوشلاند "المطابقة المستحثة"، والذي يشير إلى أن الموقع النشط مرن ويغير من شكله عند ارتباط الركيزة لتحقيق التوجه التحفيزي الأمثل. وغالبًا ما تكون هذه الخصوصية مجسمة، مما يعني أن الإنزيمات يمكنها التمييز بين الأيزومرات المجسمة، وهي ميزة حاسمة لإنتاج عقاقير نقية من حيث التماثل. وعلى الرغم من استخدامها تاريخيًا في إنتاج الأغذية، إلا أن التكنولوجيا الحيوية الحديثة وسّعت نطاق استخدامها في التوليف الصناعي والتشخيص والعلاج من خلال تقنيات مثل التطور الموجه، والتي تسمح للعلماء بهندسة إنزيمات ذات خصائص جديدة.

UNESCO Nomenclature: 2302
- الكيمياء الحيوية

يكتب

العملية البيولوجية

الاضطراب

ثوري

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • عمل لويس باستور الذي يربط التخمير بالكائنات الحية
  • اكتشاف وعزل الدياستاز (الأميليز) بواسطة أنسلم باين
  • نظرية القفل والمفتاح لإيميل فيشر حول خصوصية الإنزيمات
  • اكتشاف إدوارد بوخنر للتخمير الخالي من الخلايا

التطبيقات

  • إنتاج شراب الذرة عالي الفركتوز
  • استخدام البروتياز في المنظفات الغسيل
  • تخليق المستحضرات الصيدلانية الكيرالية
  • إنتاج الجبن والزبادي
  • المعالجة البيولوجية لتفكيك الملوثات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

مرتبط بما يلي: الإنزيم، الحفز الحيوي، الحفز الحيوي، الموقع النشط، حركية مايكليز-مينتن، الخصوصية، الملاءمة المستحثة، القفل والمفتاح، الركيزة، البروتين، التطور الموجه.

السياق التاريخي

1880
1897
1970
1890
1955
1980

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.