מה ההבדל בין אנזימים לזרז?

תן שני קווי דמיון ושני הבדלים בין זרזים אנאורגניים לביו-זרזים. אנזים הוא מולקולה ביולוגית המיוצרת על ידי אורגניזמים חיים, המזרזת תגובה ביוכימית ספציפית בטמפרטורת הגוף. אנזימים מזרזים תגובה אשר בנוכחות זרז ממשיכה את התגובה מהר יותר. זרזים אנאורגניים מקדמים תגובה כימית בין מגיבים רבים ושונים. אנזימים הם חלבוניים בטבע ואילו זרזים אנאורגניים אינם חלבוניים בטבע.

• זרזים ואנזימים הם חלק בלתי נפרד מתהליכים כימיים רבים בתוך ומחוץ לגוף.
• כפי שהזכרנו קודם, כל האנזימים הם זרזים, אבל כל הזרזים אינם אנזימים.
• ההבדל העיקרי בין אנזים לחלבון הוא שהאנזים הוא זרז ביולוגי ואילו החלבון יכול להיות מעורב ביצירת מבנים, הובלה, קטליזה וויסות תהליכים ביולוגיים.
• יש להפעיל מולקולה לפני שהיא יכולה לעבור תגובה.

להיפך, כמה דוגמאות של האנזים הן גלוקוז-6-פוספט, אלכוהול דהידרוגנז, עמילאז, ליפאז ואמינוטרנספראז. זרזים יכולים להיות אנזימים או מלחים אנאורגניים, ואילו אנזימים נחשבים כסוג של זרז. הם מספקים משטח מתאים לתגובה הכימית, המתרחשת בדרכים שונות.

הבדלים במנגנון התגובות

אנזימים מסוימים דורשים סיוע של גורמים משותפים לפעולתם. קו-פקטורים הם יונים אנאורגניים כגון Mg2, Fe2, Zn2 ו-Mn2 או מולקולות אורגניות קטנות הנקראות קו-אנזימים. זרז הוא חומר המאפשר תגובות כימיות מהירות יותר או בתנאים שונים. בדרך כלל, נדרשת כמות קטנה מאוד של זרז לתגובה.

מה זה Catalyst?

תגובות חיזור מזורזות על ידי מתכות מעבר ופלטינה משמשת לתגובות הכוללות מימן. חלק מהזרזים מתרחשים כקדם-זרזים ומומרים לזרזים במהלך התגובה. הדוגמה האופיינית היא זו של הקטליזטור של ווילקינסון – RhCl3 שמאבד ליגנד טריפנילפוספין אחד תוך כדי קטליזציה של התגובה. כל התגובות הביוכימיות, המתרחשות בגוף של אורגניזמים חיים, תלויות באנזימים בסביבות 4,000 אנזימים ידועים עד כה. אנזימים פועלים בדרך כלל בתנאים רגילים כמו טמפרטורת גוף ו-pH רגילים.

כמה סוגים של זרזים יש בביולוגיה?

לאחר שהובנו תגובות קטליזה, מדענים גילו תגובות רבות ששינו את הקצב בנוכחות זרזים. לואי פסטר גילה שיש גורם כלשהו שזרז את ניסויי תסיסת הסוכר שלו ואשר פעיל רק בתאים חיים. גורם זה כונה מאוחר יותר כ’אנזים’ על ידי הפיזיולוגית הגרמנית וילהלם קוהנה בשנת 1878.

רעל חלבון

מכיוון שהאנזימים מאיצים את התגובה הכימית, מבלי לשנות את מצב שיווי המשקל, הוא ידוע בתור הביו-קטליזטור. אנזימים הם חלבונים שעוזרים להאיץ את חילוף החומרים, או את התגובות הכימיות בגופנו. אבל אנזימים נמצאים גם במוצרים מיוצרים ובמזון. אנזימים מאיצים תגובות כימיות, במקרים מסוימים, אנזימים יכולים לבצע תגובה כימית מהירה פי מיליוני ממה שהייתה בלעדיה.

האם אנזימים מאיצים תגובות?

בשנת 1897, אדוארד בוכנר כינה את האנזים שהתסס סוכרוז בשם זימאז. הניסויים שלו גם הוכיחו כי אנזימים יכולים לתפקד מחוץ לתא חי. בסופו של דבר התגלו מבנה ותפקוד של אנזימים שונים המזרזים פונקציות חשובות. אנזימים הם סוג של זרז המצוי ביצורים חיים בלבד וזרזים מאיצים תגובה. אתר פעיל הוא המקום שבו מצעי האנזימים עוברים תגובה כימית. אנזימים פועלים על תגובות ביוכימיות ומהווים חלק חיוני מכל התגובות בגוף.

היסטוריה קצרה של זרזים, אנזימים וקטליזה

אנזימים הם סוג של זרזים המזרזים תגובות כימיות על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה. למעשה, כל האנזימים המוכרים הם זרזים, אך לא כל הזרזים הם אנזימים. ההבדל בין זרזים לאנזימים הוא שהאנזימים הם ברובם אורגניים בטבעם והם ביו-זרזים, בעוד שזרזים לא אנזימטיים יכולים להיות תרכובות אנאורגניות. לא זרזים ולא אנזימים נצרכים בתגובות שהם מזרזים. לרעלי החלבון אין כל השפעה על זרזים אנאורגניים, בעוד שקרינת גלים קצרים דנטו את תכונות האנזימים.

גם זרז וגם אנזים מגבירים את קצב התגובה הכימית על ידי הורדת אנרגיית ההפעלה. על מלחים אנאורגניים, רעל חלבון אינו מכיל השפעה; מהצד השני, אנזימים עלולים להיות מושפעים ולהורעל על ידי רעל חלבון. הזרזים פועלים בדרך כלל על תגובות פיזיקליות, בעוד שהאנזים פועל על תגובות ביוכימיות של אורגניזמים חיים. אנזימים הם מאוד ספציפיים הן בתגובות שהם מזרזים והן בבחירת המגיבים שלהם, הנקראים סובסטרטים. אנזים מזרז בדרך כלל תגובה כימית בודדת או קבוצה של תגובות קשורות. כאשר מגיבים אחד או יותר הופכים למוצרים, הם עשויים לעבור שינויים ושינויי אנרגיה שונים.

הקשרים הכימיים במגיבים מתפרקים, וקשרים חדשים נוצרים ליצירת מוצרים, שהם שונים לחלוטין מהמגיבים. סוג זה של שינוי כימי ידוע בשם תגובות כימיות. יש להפעיל מולקולה לפני שהיא יכולה לעבור תגובה. למולקולות בדרך כלל אין איתן הרבה אנרגיה, רק שמדי פעם חלק מהמולקולות נמצאות במצב אנרגיה, כדי לעבור תגובות. כאשר יש שני מגיבים, כדי שהתגובה תתרחש, המגיבים חייבים להתנגש זה בזה בכיוון הנכון.

זרזים הם תרכובות אורגניות או אנאורגניות המגבירות או מקטינות את מהירות התגובות הכימיות מבלי לצרוך אותן במהלך התהליך. אנזימים הם חלבונים המיוצרים על ידי אורגניזמים חיים ומורכבים מ-62 עד 2,500 חומצות אמינו. אנזימים הם ספציפיים למצע ומזרזים רק תגובות ספציפיות לצורך שלהם. יש צורך בכמות קטנה מאוד של אנזים כדי לזרז תגובה. אנזימים מסוימים זקוקים גם לקופקטורים או קו-אנזימים כדי לסייע לפעולה. קו-פקטורים הם יונים אנאורגניים כמו Mg2, Zn2, Fe2 ו-Mn2, ואילו קו-אנזימים הם מולקולות אורגניות.

האנזימים ידועים כ-biocatalysts מכיוון שהם מאיצים תגובות ביוכימיות באורגניזמים חיים. הם משמשים כזרז, מורידים את אנרגיית ההפעלה ובכך מאיצים את התגובה. ביוקטליזטור הוא אנזים שמאיץ תגובה כימית מבלי לשנות את שיווי המשקל שלו. הבדל בין אנזים לזרז אנזימים הם חלבונים המגבירים את קצב התגובות הכימיות הממירות מצע למוצר.