Page 41 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 41
กระบวนการดำ�รงช ีวิต 2-31
3. เอนไซม*์
ในปฏิกิริยาเคมีของกระบวนการชีวภาพของสิ่งมีชีวิตจำ�เป็นต้องอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพ
(biocatalyst) ซึ่งในสิ่งมีชีวิตจะมีโปรตีนจำ�พวกหนึ่งที่เรียกรวมกันว่า เอนไซม์ (enzyme) ทำ�หน้าที่นี้โดย
เฉพาะ
3.1 สมบัตแิ ละปฏกิ ริ ิยาของเอนไซม์ ในท างชีวเคมี เรียกส ารที่เข้าทำ�ป ฏิกิริยาว่า สับส เตรต (sub-
strate, S) ดังนั้น สมการโดยทั่วไปท ี่มีเอนไซม์เป็นต ัวเร่งป ฏิกิริยาจึงเขียนได้ด ังนี้
(ES) (EP)
E+S E+P
ในที่นี้ P หมายถึงผลผลิต (product) ที่เกิดจากสับสเตรต โดยมีเอนไซม์ E เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
ในร ะหวา่ งก ารเกดิ ป ฏกิ ริ ยิ า เมือ่ เอนไซมจ์ บั ก บั ส บั ส เตรต จะเกดิ เปน็ ส ารเชงิ ซอ้ นเอนไซม-์ สบั ส เตรต (enzyme-
substrate complex, ES) จากน ัน้ ส บั ส เตรตในส ภาพเปลีย่ นจ ะม กี ารเปลีย่ นแปลงท างเคมเี ปน็ ส ารเชงิ ซอ้ นข อง
เอนไซม์-ผลผลิต (enzyme-product complex, EP) ซึ่งต ่อมาจ ะแตกอ อกเป็นผลผลิตแ ละเอนไซม์อิสระ
3.2 ความจ ำ�เพาะเจาะจงร ะหวา่ งเอนไซมแ์ ละส บั ส เตรต ในป ฏกิ ริ ยิ าช วี เคมนี นั้ เอนไซมแ์ ละสบั ส เตรต
ต ้องม ีก ารจ ับก ัน บริเวณข องเอนไซม์ท ี่ใช้ในก ารจ ับก ับส ับส เตรต มีล ักษณะเหมือนร ่อง และโครงร ูปข องร ่องน ี้
จะล งตัวพ อดีก ับโครงร ูปข องส ับส เตรตเมื่อเข้าท ำ�ป ฏิกิริยา ความจ ำ�เพาะเจาะจงร ะหว่างเอนไซม์ก ับส ับส เตรต
อธบิ ายไดด้ ว้ ยส มมตฐิ านแ มก่ ญุ แจ-ลกู กญุ แจ (lock and key hypothesis) ซึง่ เชือ่ ก นั ว า่ เอนไซมก์ บั ส บั ส เตรต
มีลักษณะค ล้ายแม่กุญแจ-ลูกกุญแจ หรือท ฤษฏีการเหนี่ยวนำ� (induced fit theory) ซึ่งเชื่อว่า ร่องเอนไซม์
ที่ใช้ท ำ�ปฏิกิริยาม ีก ารป รับโครงรูปได้ต ามโครงร ูปของสับส เตรตท ี่มีความจำ�เพาะก ับเอนไซม์นั้น
3.3 การควบคุมการทำ�งานของเอนไซม์ เอนไซม์ทำ�งานเพื่อให้เกิดผลผลิตที่ใช้ในการดำ�รงชีวิต
ปริมาณการผลิตจะต้องอยู่ในระดับที่เหมาะสม กล่าวคือ ไม่มากหรือน้อยกว่าความต้องการ ดังนั้นจึงต้อง
มีระบบควบคุมเพื่อให้การทำ�งานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูง ในธรรมชาติปฏิกิริยาชีวเคมีไม่ได้เกิดเป็น
เอกเทศ แต่จ ะมีก ารเกิดเป็นขั้นตอนต่อเนื่องก ัน กล่าวค ือ ผลผลิตที่เกิดจากป ฏิกิริยาหนึ่งจะเป็นสับส เตรต
ของอีกปฏิกิริยาห นึ่งด ังสมการ
E1 B E2 C E3 D E4 E
A
นอกจากนี้ปฏิกิริยามีการแตกแขนงได้ด้วย จากลักษณะดังกล่าวข้างต้นจึงพบว่า ปฏิกิริยาทั้ง
หลายภายในเซลล์มีความสัมพันธ์เชื่อมโยงกัน การเปลี่ยนแปลงของสารตัวใดตัวหนึ่งภายในเซลล์จะส่งผล
กร ะท บไปย ังปฏิกิริยาอื่น ในปฏิกิริยาที่ซับซ ้อนน ี้พบว ่า ปริมาณผลผลิตส ุดท้ายขึ้นกับความเร็วของปฏิกิริยา
* รวบรวมแ ละเรยี บเรยี งจ าก จ�ำ รัส พร้อมม าศ (2548) “ชวี โมเลกลุ ” ใน เอกสารการสอนชุดวชิ าวทิ ยาศาสตร์พื้นฐาน หนว่ ยที่
13 หน้า 85-152 นนทบุรี สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สุขภาพ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช
