ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์

1. อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แอกติวีตีของเอนไซม์จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงจุดสูงสุดหนึ่ง (temperature optimum) แล้วจะลดลง ซึ่งจำเพาะตามชนิดของเอนไซม์ ส่วนใหญ่อยู่ในช่วงอุณหภูมิ 25–40 oC แต่ที่อุณหภูมิ สูงกว่าจุดนี้มากๆ เอนไซม์จะเกิดการเสียแอกติวีตีทางชีวภาพ


2. pH จุดที่ทำให้เอนไซม์มีแอกติวีตีสูงสุด เรียกว่า pH optimum ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในช่วง pH 6-7.5 ถ้า pH สูง หรือต่ำเกินไปจะทำให้เกิดการสูญเสียแอกติวีตีทางชีวภาพ


3. ความเข้มข้นของเอนไซม ที่ความเข้มข้นของสับสเตรทมากเกินพอ (excess) อัตราเร็วของปฏิกิริยา จะเพิ่มขึ้น เมื่อความเข้มข้นของเอนไซม์เพิ่มขึ้น


4. ความเข้มข้นของสับสเตรท
เมื่อความเข้มข้นของเอนไซม์คงที่ ที่ความเข้มข้นของสับสเตรทน้อยๆ ปฏิกิริยาจะ เกิดขึ้นด้วยอัตราเร็วมากจนกระทั่งถึงความเข้มข้นของสับสเตรทจุดหนึ่งที่อัตราเร็วของ ปฏิกิริยาจะคงที่ ความเร็วของปฏิกิริยาที่สูงสุด เรียกว่า ความเร็วสูงสุด (Vmax)


การควบคุมการทำงานของเอนไซม์

1. การสร้างเอนไซม์ในรูปที่ทำงานไม่ได้ (nonactive form) เรียกว่า ไซโมเจนหรือโปร เอนไซม์ จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อมีการสลายส่วนเพปไทด์ที่ทำให้โมเลกุลไม่ทำงานออกไปด้วยเอนไซม์ที่จำเพาะ เช่น เพปซินที่สร้างในรูปเพปซิโนเจนก่อน

 

 

 

 

 

 

 

 


2. การดัดแปรแบบโควาเลนท์ (covalent modification) เป็นการเติมหมู่ขนาดเล็กๆ เข้าไปใน โมเลกุลของเอนไซม์ด้วยพันธะโควาเลนท์ เช่น การเติมหมู่ฟอสโฟริล (phosphoryl) เข้าไปตรงกรดอะมิโนซีรีนของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างและการสลายไกลโคเจน


3. ผลผลิตสุดท้าย สามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ตัวแรกจากปฏิกิริยาหลายปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง เรียกว่า การยับยั้งแบบป้อนกลับ (feedback inhibition หรือ retro inhibition) เช่น การสังเคราะห์กรดอะมิโนชนิด ไอโซลิวซีนในแบคทีเรีย


4. โปรตีนควบคุม (regulatory protein) ซึ่งสามารถยับยั้ง หรือกระตุ้นเอนไซม์ได้ เช่น แคลโมดูลิน (calmodulin) สามารถควบคุมแอกติวีตีของเอนไซม์หลายชนิด

 

pepsin
http://chemcases.com/olestra/images/pepsin.gif
ตัวยับยั้งเอนไซม์
แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท

1. ตัวยับยั้งแบบผันกลับไม่ได้ (irreversible inhibitor) เกี่ยวกับการทำลายหรือเปลี่ยนแปลง functional group 1 หมู่หรือมากกว่าที่จำเป็นสำหรับแอกติวีตีบนโมเลกุลของเอนไซม์ ซึ่งตัวยับยั้งแบบนี้จะจับ กับเอนไซม์อย่างแน่นทั้งแบบโควาเลนท์และนอนโควาเลนท์ เช่น ไอโอโดอะซีตาไมด์ (iodoaceta mide) จะทำปฏิกิริยากับ หมู่ -SH ของซิสเตอีน โดยการเกิดเป็นพันธะโควาเลนท์


2. ตัวยับยั้ง แบบผันกลับได้ (reversible inhibitor) แบ่งเป็น 3 ชนิด

2.1 ตัวยับยั้งแบบแข่งขัน (competitive inhibitor) หมายถึง สารที่สามารถเข้า ไปแย่งสับสเตรทจับที่บริเวณแอกตีฟบนโมเลกุลของเอนไซม์ แล้วทำให้แอกติวีตีในการเร่งปฎิกิริยา ของเอนไซม์ลดลง โดยค่า KM เปลี่ยน แต่ Vmax คงที่ เช่น กรดมาโลนิกสามารถจับเอนไซม์ซักซินิก ดีไฮโดรเจเนส (succinic dehydrogenase) ในฏิกิริยาการออกซิไดส์กรดซักซินิกไปเป็นกรด ฟูมาริก เพราะมีโครงสร้างคล้ายกับกรดซักซินิก
http://ntri.tamuk.edu/cell/ki.gif
2.2 ตัวยังยั้งแบบไม่แข่งขัน (noncompetitive inhibitor) หรือตัวยับยั้ง แบบผสม (mixed inhibitor) โดยตัวยับยั้งชนิดนี้จะเข้าไปจับที่บริเวณอื่นบนโมเลกุลของ เอนไซม์ที่ไม่ใช่บริเวณเร่งแต่ทำให้บริเวณเร่งเปลี่ยนไปจึงทำงานไม่ได้ เช่น Cu2+ Hg2+ และ Ag+ หรืออนุพันธ์ (derivative) ของมันสามารถทำปฏิกิริยากับ หมู่-SH ของซิสเตอีนทำให้โครงรูปสามมิติ (three dimensional conformation) ที่จำเพาะของเอนไซม์เสียไป ในกรณี noncompetitive inhibitor ค่า Vmax เปลี่ยนแปลง ส่วนกรณี mixed inhibitor จะมีการเปลี่ยนแปลงทั้งค่า KM และ Vmax
http://ntri.tamuk.edu/cell/ki.gif
2.3 การยับยั้งแบบอันคอมเพติตีฟ (uncompetitive inhibition) การยับยั้ง แบบนี้เกิดขึ้นเมื่อตัวยับยั้งเข้ารวมเฉพาะกับเอนไซม์สับสเตรทคอมเพลกซ์เท่านั้นแบบไม่ผันกลับ เกิดเป็น ESI คอมเพลกซ์ ซึ่งจะไม่ได้ผลผลิตเกิดขึ้น ลักษณะเหมือนกับการยับยั้งแบบไม่แข่งขัน โดยไม่เกิดการ ผันกลับ (reversible) เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสับสเตรท
http://ntri.tamuk.edu/cell/ki.gif
Back