الكيمياء الجامعية — الكيمياء الحيوية: البروتينات والإنزيمات

الكيمياء الجامعية — الكيمياء الحيوية: البروتينات والإنزيمات

البروتينات (Proteins) هي جزيئات كبيرة ومعقدة تلعب أدوارا حيوية أساسية في جميع الكائنات الحية. تتكون البروتينات من أحماض أمينية (Amino Acids) مرتبطة بروابط ببتيدية. الإنزيمات (Enzymes) هي بروتينات تعمل كحفازات بيولوجية تسرع التفاعلات الكيميائية في الخلايا.

تركيب البروتينات

توجد أربعة مستويات لتركيب البروتين:
• التركيب الأولي (Primary): تسلسل الأحماض الأمينية في السلسلة الببتيدية.
• التركيب الثانوي (Secondary): تشكيلات منتظمة مثل حلزون ألفا (Alpha-helix) وصفيحة بيتا (Beta-sheet).
• التركيب الثالثي (Tertiary): الشكل ثلاثي الأبعاد الكلي للسلسلة الببتيدية.
• التركيب الرباعي (Quaternary): تجمع عدة سلاسل ببتيدية معاً.

وظائف البروتينات

• بروتينات هيكلية: مثل الكولاجين والكيراتين.
• بروتينات ناقلة: مثل الهيموغلوبين الذي ينقل الأكسجين.
• بروتينات مناعية: الأجسام المضادة.
• بروتينات منظمة: الهرمونات مثل الأنسولين.
• البروتينات الحفازة: الإنزيمات.

الإنزيمات وآلية عملها

الإنزيمات تعمل وفق نموذج القفل والمفتاح (Lock and Key) أو النمط المتكيف (Induced Fit). سرعة التفاعل الإنزيمي توصف بمعادلة ميكايليس-مينتن: V = Vmax[S]/(Km + [S]). العوامل المؤثرة: درجة الحرارة، pH، تركيز الركيزة، المثبطات.

أمثلة على إنزيمات هامة

• الليبيز (Lipase): يحلل الدهون.
• الأميليز (Amylase): يحلل النشا.
• الببسين (Pepsin): يحلل البروتينات في المعدة.
• DNA بوليميراز: ينسخ الحمض النووي.

للمزيد، تابعوا درس بيولوجيا الخلية: التركيب الخلوي و درس علم الوراثة: قوانين مندل.