ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

ยอดวิว 0

แบบฝึกหัด

EASY

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

เนื้อหา

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์
ของสิ่งมีชีวิต

       อะตอมของธาตุมารวมกันเป็นสารประกอบโดยการสร้างพันธะซึ่งอยู่ในรูปพลังงานพันธะ ปฏิกิริยาเคมีแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

ปฏิกิริยาดูดพลังงาน

Endergonic reaction

ปฏิกิริยาดูดพลังงาน เกิดขึ้นเมื่อสารตั้งต้นมีพลังงานพันธะต่ำกว่าสารผลิตภัณฑ์ จึงต้องมีการดูดพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเพื่อให้ปฏิกิริยาสิ้นสุดด้วยสารผลิตภัณฑ์ที่มีพลังงานพันธะสูงกว่า

Exergonic reaction

ปฏิกิริยาคายพลังงาน

ปฏิกิริยาคายพลังงาน เกิดขึ้นเมื่อสารตั้งต้นมีพลังงานพันธะสูงกว่าสารผลิตภัณฑ์ เกิดการคายพลังงานสู่
สิ่งแวดล้อมเพื่อให้ปฏิกิริยาสิ้นสุดด้วยสารผลิตภัณฑ์
ที่มีพลังงานพันธะต่ำกว่าสารตั้งต้น
เมตาบอลิซึม คือ มีปฏิกิริยาเคมีที่ทั้งดูดและคายความร้อนในสิ่งมีชีวิต การรับอาหารจากสิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิต โดยมีการแตกโมเลกุลจากใหญ่มาเล็ก และสร้างโมเลกุลจากเล็กไปใหญ่ เพื่อใช้เป็นสารชีวโมเลกุลในกระบวนการต่าง ๆของร่างกายในสิ่งมีชีวิต โดยอาศัยเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ เพื่อเร่งและควบคุมการปล่อยและดูดพลังงาน ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
จุดแตกต่างที่สำคัญเมื่อมีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี คือการลดระดับพลังงานกระตุ้นเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาในระดับที่น้อยลงมากกว่าไม่มีเอนไซม์
เป็นตัวเร่ง

      คุณสมบัติของเอนไซม์ได้แก่

  1. Specificity มีความจำเพาะ  โดยมี active site หรือบริเวณเร่ง ที่สามารถจับกับสารตั้งต้นได้อย่างจำเพาะ
  2. Globular proteins เอนไซม์ส่วนมากเป็นโพลีเปปไทด์เรียงตัวกันทำให้เกิดรูปร่างและโครงสร้างเฉพาะ
  3. Sensitive รูปร่างเฉพาะนี้ อาจถูกเปลี่ยนแปลงได้โดยอุณหภูมิ สภาวะ กรดเบสที่เหมาะสม
  4. Reusable เมื่อเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาแล้ว ถ้าปัจจัยอุณหภูมิและภาวะกรดเบสคงที่ เอนไซม์อยู่ในโครงสร้างและรูปร่างเดิม สามารถกลับมาเร่งปฏิกิริยาได้อีก

     ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ได้แก่

  1. ความเป็นกรดเบส เพราะมีผลต่อขั้วของโปรตีน ตลอดไปจนถึงรูปร่างของโปรตีน
  2. อุณหภูมิในช่วง 25 ถึง 40 องศา เพราะมีผลต่อการสร้างหรือแตกพลังงานพันธะของโปรตีน
  3. ความเข้มข้นของเอนไซม์และสารตั้งต้น ทำให้อัตราการเร่งปฏิกิริยาช้าหรือเร็ว เนื่องจาก อัตราส่วนจำนวนสารตั้งต้นต่อเอนไซม์ มีผลต่ออัตราการ reusable
    ของเอนไซม์
  4. โคแฟกเตอร์ สารอื่นๆ ที่ทำหน้าที่ช่วยเอนไซม์ 1) เป็นสารอินทรีย์ขนาดเล็กเรียกว่า co-enzyme เช่น วิตามินต่างๆ 2) ส่วนที่ไม่ใช้เอนไซม์ โดยมากเป็นธาตุและ สารโลหะ เช่น  Zn2+, Mg2+, Fe2+, Na+ เป็นต้น
  5. ตัวยับยั้งเอนไซม์ enzyme inhibitor  มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ เนื่องจากตัวยับยั้งเอนไซม์มีลักษณะจำเพาะคล้ายคลึงกับเอนไซม์ ซึ่งสามารถจับกับสารตั้งต้น จึงเป็นตัวขัดขวางการทำงานของเอนไซม์ ตัวยับยั้งเอนไซม์แบบชั่วคราว reversible inhibitors
    เป็นการยับยั้งแบบไม่แข็งแรง ส่วนอีกประเภท คือตัวยับยั้งเอนไซม์แบบถาวร irreversible inhibitors
    เกิดการจับกับเอนไซม์แบบเสถียร ทำให้ไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาอีกได้  เช่น nerve gas ถ้าได้รับเข้าสู่ร่างกาย ในปริมาณมาก อาจทำให้เสียชีวิตได้ เพราะขัดขวาง
    เมตาบอลิซึมต่างๆในร่างกาย

      ทฤษฎีที่ว่าด้วยการทำงานอย่างเฉพาะเจาะจงของเอนไซม์

  1. Induced fit theory ทฤษฎีการใส่ถุงมือ
    ว่าสารตั้งต้นเหนี่ยวนำให้เอนไซม์ปรับรูปร่างจับกับ
    สารตั้งต้นได้อย่างเหมาะสมเปรียบเช่นการใส่ถุงมือ
  2. Lock and key theory ทฤษฎีแม่กุญแจและลูกกุญแจ ว่าสารตั้งต้นและเอนไซม์มีรูปร่างเฉพาะที่พอดีกันเปรียบเหมือนแม่กุญแจและลูกกุญแจ โดยที่โครงสร้างไม่เปลี่ยนแปลง

ตัวอย่างประเภทของเอนไซม์

Synthetase (ligase) เป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์หรือเชื่อมโมเลกุลในสาย DNA
Transferase เป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ
การเปลี่ยนหมู่ฟังก์ชัน
Hexokinase เป็นเอนไซม์ทีเร่งปฏิกิริยาการแยกหมู่ฟอสเฟตออกจากน้ำตาล C6
Isomerase เป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนไอโซเมอร์

ทีมผู้จัดทำ