المختبر التاسع
الأنزيمات المايكروبية ، تحفيز إنتاجيتها وطرق استخلاصها
تعد الأنزيمات من المكونات الحيوية للخلايا، وهي محفزات عضوية معقدة ذات منشأ بيولوجي، متكونة من بروتينات بسيطة أو مقترنة تحتوي على بعض المجاميع الكيماوية الأخرى. يسمى المعقد الأنزيمي بالأنزيم الكلي Holoenzyme عندما يتكون من جزء بروتيني Apoenzyme وجزئية عضوية قليلة الوزن الجزيئي هي المساعد الأنزيمي Coenzyme أو المجموعة الملحقة Prosthetic group .
قد يكون الجزء الغير البروتيني من الأنزيمات أحياناً عناصر معدنية مثل ( Fe , Zn ....الخ ) تعمل كمساعد أنزيمي لا عضوي بدونها تصبح الأنزيمات غير فعالة وتدعى هذه الايونات المعدنية بالعوامل المرفقة Cofactors أو المنشطات.
أما تسمية الأنزيمات، فقد جرت عدة محاولات لتسميتها منها:-
1- على أساس طبيعة الأنزيم.
2- الموقع الفعال.
3- نوع التفاعل......الخ
عند دراسة تسمية الأنزيمات على أساس طبيعتها فأنها تقسم إلى مجموعتين رئيسيتين هما:-
1- الأنزيمات التكوينية Constitutive enzymes :- هي الأنزيمات التي تنتج من قبل الخلايا باستمرار بغض النظر عن تركيب الوسط الغذائي أو المادة التي تنمو عليها الخلايا ومنها أنزيمات التحلل السكري.
2- Adaptive or Inducer enzymesالأنزيمات التكيّفية ( المستحثة) :- هي الأنزيمات التي تنتج فقط بوجود مادة أساس معينة أو بعض المواد القريبة منها كيميائياً والتي تسمى بالمادة الحاثة Inducer والاعتقاد الحديث ان الأنزيمات المستحثة موجودة أصلاً في الخلية ولكن بكميات قليلة جداً وان وجود المادة الأساس المناسبة لها تعمل على تعجيل تخليقها. ومن الأمثلة على ذلك أنتاج أنزيم ?-Galactosidase عند وجود المادة الأساس في الوسط الزرعي وهي سكر اللاكتوز Lactose.
طرق استخلاص الأنزيمات :-
توجد عدة طرق لاستخلاص الأنزيمات اعتماداً على أماكن تواجدها ( أنزيمات تفرز خارج الخلية والأنزيمات الموجودة ضمن الخلية). فمثلاً الأنزيمات التي توجد مرتبطة مع بعضها البعض ضمن مكونات الخلية كما في الخميرة S.cerevisiae يجب ان يتم تحليل مكونات الخلية أو لا ليتحرر الأنزيم ، يتم ذلك بترك خليط خميرة S.cerevisiae في الماء لمدة 9 أيام بوجود مادة التولوين Toluene لمنع تأثير الكائنات الدقيقة، بعدها يحدث التحلل الذاتي Autolysis لهذه المكونات. وبعد هذه الخطوة يعامل الأنزيم كأنه من خارج الخلية . حيث يتم تخليص الأنزيم من المواد الغير البروتينية بعدة طرق منها:-