เคมีพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

โปรตีน เป็นสารโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยกรดแอมิโน (amino acid) มา เชื่อมต่อกันกรดแอมิโนประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน เป็นหลัก กรด แอมิโนทุกชนิดประกอบด้วย อะตอม ไฮโดรเจน หมู่แอมิโน หมู่คาร์บอกซิล ซึ่งเชื่อมต่ออยู่คาร์บอนอะตอมเดียวกัน และ มีหมู่ที่เชื่อมต่อกับคาร์บอนอะตอมนี้ที่เรียกว่า หมู่ R ซึ่งกรดแอมิโนแต่ละชนิดจะมี หมู่ R แตกต่างกัน เช่น ไกลซีน อะลานีน ซิสเทอีน

กรดแอมิโนที่ร่างกายต้องการและสังเคราะห์ขึ้นเองไม่ได้ต้องได้รับจากอาหาร เรียกว่า กรดแอมิโนที่จ าเป็น ส่วนกรดแอมิโนที่ร่างกายสามารถสังเคราะห์เองได้ เรียกว่า กรดแอมิโนที่ไม่จ าเป็น สิงมีชีวิตสังเคราะห์โปรตีนจากกรดแอมิโน 20 ชนิด

กรดแอมิโนแต่ละหน่วยเชื่อมต่อกันเป็นสายเพปไทด์ ด้วยพันธะโคเวเลนส์ ระหว่างหมูแอมิโนของกรดแอมิโนโมเลกุลหนึ่งกับหมู่คาร์บอกซิลของกรดแอมิโน โมเลกุลหนึ่ง รียกพันธะนี้ว่าพันธะเพปไทด์ (peptide bond) โดยเรียกชื่อเพปไทด์ตาม จ านวนกรดแอมิโนที่เป็นองค์ประกอบ เช่น เรียกเพปไทด์ที่ประกอบด้วยกรดแอมิโน 2 หรือ 3 หน่วยเชื่อมต่อกันว่า ไดเพปไทด์หรือไตรเพปไทด์เรียกเพปไทด์ที่ประกอบด้วย กรดแอมิโนจ านวนมากเชื่อมต่อกันเป็นสายยาว พอลิเพปไทด์(polypeptide)

เมื่อกรดแอมิโนมาต่อกันเป็นกรดแอมิโนสายยาวๆ เรียกว่า พอลิเพปไทด์ (polypeptide) เกิด เป็นโครงสร้างโปรตีน โดยสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ระดับ ดังนี้ 2. โปรตีน 1) โครงสร้ำงปฐมภูมิ คือโครงสร้างปฐมภูมิ (primary structure) กรดแอมิโนมาเรียงต่อกัน เป็นสายพอลิเพปไทด์ 1 สาย ซึ่งโปรตีนแต่ละชนิดจะมีจ านวนและล าดับของกรดแอมิโนที่จ าเพาะ 2) โครงสร้ำงทุติยภูมิ คือโครงสร้างทุติยภูมิ (secondary structure) เกิดจาการสร้าง พันธะไฮโรเจนของกรดแอมิโนท าให้สายพอลิเพปไทด์ที่มีโครงสร้างบิดเป็นเกลียวหรือแผ่น

3) โครงสร้ำงตติยภูมิ คือ โปรตีนที่เป็นโครงสร้าง ทุติยภูมิ แต่เกิดการพับม้วนเข้าหากันอีกที โดยมีแรงยึด เหนี่ยว เช่น แรงไฮโดรโฟบิก พันธะไฮโดรเจน พันธะ ไอออนนิก (ดังภาพขวา) **โครงสร้างนี้เหมาะสมต่อการท้าหน้าที่ของ โปรตีน 4) โครงสร้ำงจตุรภูมิ คือ โปรตีนที่มีการรวมตัวกันของพอลิเพปไทด์มากกว่า 1 สาย อาจเป็น ชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกันก็ได้ ท้าให้มีลักษณะเป็นก้อน เช่น ฮีโมโกลบิน ที่เกิดจาก พอลิเพปไทด์ 4 สาย

โปรตีนที่มีคาร์โบไฮเดรตสายสั้นเป็นส่วนประกอบ เช่น ไกลโคโปรตีน (glycoprotein) เช่น โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ ท าหน้าที่เกี่ยวกับการจดจ าของเซลล์ ประเภทของโปรตีน หน้าที่ โปรตีนล าเลียง ล าเลียงสาร เช่น โปรตีนช่อง (channel protein) ที่พบบริเวณเยื่อหุ้มเซลล์ เอนไซม์ เร่งปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์เช่น แลกโทสช่วยในการย่อยแล็กโทสที่อยู่ใน น้ านม โปรตีนโครงสร้าง เป็นโครงสร้างของเซลล์มีความแข็งแรง เช่น ไฟโบรอินในเส้นไหม และใย แมงมุม คลอลาเจนในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เตคราตินในผม

ลิพิด เป็นสารที่ละลายได้ดีในตัวท าละลายอินทรีย์ (organic solvent) เช่น อีเทอร์ เบนซีน คลอโรฟอร์ม และเอทานอล ลิพิดประกอบด้วยธาตุหลัก คือ C H O ลิพิดเป็นองค์ประกอบของ เยื่อหุ้มเซลล์ ให้พลังงานมากกว่าคารโบไฮเดรต โปรตีน ป้องกันการกระทบกระแทกของอวัยวะ ลิพิดยังเป็นตัวท าละลายที่ส าคัญของวิตามิน A D E K ลิพิดมีโครงสร้างพื้นฐานทางเคมีที่ส าคัญ เช่น กรดไขมัน (fatty acid) ไตรกลีเซอไรด์(triglyceride) ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) สเตอ รอยด์(steroid)

3. ไขมัน (Lipid) กลุ่มของไขมันที่พบในสิ่งมีชีวิต คือ กรดไขมัน ไตรกีเซอไรด์ ฟอสโฟลิปิด สเตอรอยด์ โดยแต่ละตัวมีลักษณะโครงสร้างดังนี้ 3.1 กรดไขมัน (fatty acid) เป็นสายไฮโดรคาร์บอน ที่มีหมู่คำร์บอกซิล อยู่ที่ปลำยของสำย (ด้านใดด้านหนึ่ง) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ กรดไขมันอิ่มตัว (มีเฉพาะพันธะเดี่ยวระหว่างคาร์บอน) และกรดไขมันไม่อิ่มตัว (ระหว่างคาร์บอนบางตัวมีพันธะคู่) ดังภาพ กรดไขมันไม่อิ่มตัว กรดไขมันอิ่มตัว

กรดไขมันที่ร่างกายต้องการและสังเคราะห์ขึ้นเองไม่ได้ต้องได้รับจากสารอาหาร เรียกว่า กรดไขมันที่จ าเป็น (essential fatty acid) ส่วนที่กรดไขมันที่ร่างกายสามารถ สังเคราะห์ขึ้นเองได้ เรียกว่า กรดไขมันไม่จ าเป็น (nonessential fatty acid) กรดไขมันอิ่มตัวได้จากไขมันสัตว์ เช่น เนย ไขมันจากสัตว์ น้ ามันพืชบางชนิด เช่น น้ ามันมะพร้าว น้ ามันปาล์ม กรดไขมันไม่อิ่มตัว เช่น น้ ามันข้าวโพด น้ ามันถั่วเหลือง น้ ามันทานตะวัน น้ ามันงา

ไตรกลีเซอไรด์ เมื่อกรดไขมันท าปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เรียกว่า กลีเซอรอล (Glycerol) จะเกิดเป็น กลีเซอไรด์(Glyceride) กรดไขมัน 1 โมเลกุล เรียกว่า มอนอกลีเซอ ไรด์ถ้ามี 2 โมเลกุล เรียกว่า ไดกลีเซอไรด์ถ้ามี 3 โมเลกุล เรียกว่า ไตรกลีเซอ ไรด์พบมากที่สุดในพืชและสัตว์ กลีเซอไรด์มีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง เรียกว่า ไขมัน (Fat) ถ้ามีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องเรียกว่าน้ ามัน (oil)

ฟอสโฟลิพิด เป็นองค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ มีโครงสร้างประกอบด้วยไขมัน 2 โมเลกุล เชื่อมต่อด้วยกลีเซอรอล 1 โมเลกุล และหม่ฟอสเฟต 1 หมู่ ที่เชื่อมต่อกับหมู่ R..ท าให้ ด้านหนึ่งมีสมบัติเป็นไฮโดรโฟบิก ส่วนอีกด้านหนึ่งเป็นไฮโดรฟิลิก

3.3 ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) วำดให้อยู่ในรูปโครงสร้ำงอย่ำงง่ำยที่ครูทั่วไปชอบวำดกัน

สเตอรอยด์ สเตอรอยด์มีโครงสร้างเป็นวงคาร์บอน 6 อะตอม 3 วง กับวงคาร์บอน 5 อะตอม 1 วง สเตอรอยด์มีหลายชนิดขึ้นอยู่กับหมู่R และหมู่ฟังก์ชันที่มาเชื่อมกับวงคาร์บอน สเตอรอยด์ที่ส าคัญ เช่น คอเลสเตอรอล (cholesterol)เป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้ม เซลล์ สารตั้งต้นส าหรับสังเคราะห์สเตอรอยด์ชนิดอื่น เช่น เอสโทรเจน (estrogen) เทส โทสเตอโรน (testosterone)

3.4 สเตอรอยด์ (steroids) มีลักษณะเป็นวงคาร์บอน 6 อะตอม 3 วง และ 5 อะตอม 1 วง โดยมีหมู่ R และหมู่ฟังก์ชัน อื่นๆ เป็นตัวก้าหนดชนิดของสเตอรอยด์ R โครงสร้างพื้นฐานของสเตอรอยด์ เอสโตรเจน คอเลสเตอรอล เทสโทสเตอโรน ตัวอย่ำงของสเตอรอยด์

นอกจากนี้ยังมีลิพิดประเภทอื่น เช่น ไข (wax) เป็นของแข็งไม่ละลายน้ า ป้องกัน กรสูญเสียน้ า พบในขี้ผึ้ง ผิวของใบไม้ หรือผลไม้บางชนิด หรือขนนก ขนเป็ด ลิพิดอาจมีส่วนของคาร์โบไฮเดรตเชื่อต่ออยู่เรียกโมเลกุลนี้ว่า ไกลโคลิพิด (glycolipid) เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์พบมากในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท

กรอนิวคลิอิก (nucleic acid) เป็นสารโมเลกลุขนาดใหญ่ ท าหน้าที่เป็นข้อมูลทางพันธุกรรม ควบคุมการ สังเคราะห์โปรตีนที่ไปท าหน้าที่ต่าง ๆ กรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิด คือ DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid) โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกประกอบด้วยหน่วยย่อย เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) ประกอบด้วยส่วนย่อย 3 ส่วน ได้แก่ น้ าตาลเพนโทสที่มีคาร์บอน 5 อะตอม ไนโตรจีนัสเบส และหมู่ฟอสเฟต โดยน้ าตาลเพนโทสใน RNA คือ ไรโบส (ribose) ซึ่งคาร์บอนต าแหน่งที่2 มีหมู่ไฮดรอกซิล ส่วน DNA คือ ดีออกซีไรโบส (deoxyribose) ซึ่งคาร์บอนต าแหน่งที่ 2ไม่มีหมาไฮดรอกซิล

H OHH น้ าตาลไรโบส ควำมแตกต่ำงของน ้ำตำลทั ง 2 ชนิด อยู่บริเวณคำร์บอนต้ำแหน่งที่ 2 โดยน ้ำตำลดี ออกซีไรโบส จะมีกำรขจัดออกซิเจนออกไป 1 อะตอม (เหลือแค่ ไฮโดรเจนห้อย ต่องแต่ง อยู่โดดๆ)

นิวคลีโอไทด์มีไนโตรจีนัสเบสที่แตกต่างกัน 5 ชนิด ได้แก่ เบสกวานีน (guanine) เบสอะดีนีน (adenine) และเบสไซโทซีน (cytosine) จะพบทั้ง DNA และ RNA ส่วนนิวคลีโอไทด์ที่มีเบส ไทมีน (thymine) จะพบเฉพาะ DNA ในขณะที่นิวคลีโอไทด์ที่เบสยูราซิล (uracil) พบเฉพาะ ใน RNA A นิวคลีโอไทด์ที่มีเบสอะดีนีน G นิวคลีโอไทด์ที่มีเบสกวานีน

U C นิวคลีโอไทด์ที่มีเบสไซโทซีน นิวคลีโอไทด์ที่มีเบสไทมีน นิวคลีโอไทด์ที่มีเบสยูราซิล

นิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond) เป็นสายยาว เรียกว่า พอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide)..ซึ่งเป็นพอลิ เมอร์โดยเกิดปฏิกิริยาของหมู่ ไฮดรอกซิลที่คาร์บอนต าแหน่งที่ 3′ (3 ′ prime อ่านว่า สามไพรม) เป็นหมู่ฟังก์ชันของน้ าตาลของ นิวคลีโอไทด์หนึ่งกับหมู่ฟอสเฟตที่ คาร์บอนต าแหน่งที่ 5′ (5 ′ prime อ่านว่า ห้าไพรม) ของน้ าตาลในนิวคลิโอไทด์ถัดไป ท าให้สายพอลินิวคลีโอไทด์ที่มีปลายต่างกัน ปลาย 5′ และอีกด้านหนึ่งรียกว่า ปลาย 3′

5′ 3′ 3 5′ ′ 5′ 3′

โมเลกุล DNA ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์2 สาย เรียงสลับคือทิศทาง 5 จะจับคู่กับปลาย 3 เบสแต่ละสายยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน โดยเบสอะดีนีนจับ กับเบสไทมีน ส่วนเบสไซโทซีนจับกับเบสกวานีน โมเลกุล DNA มีโครงสร้างเป็น สายคู่ (doble helix) บิดเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียนขวา ส่วน RNA เป็นพอลินิ วคลีโอไทด์สายเดียว มีเบสอะดีนีน ไซโทซีน กวานีน และยูราซิลเป็นองค์ประกอบ

น้ าตาลและหมู่ฟอสเฟต เบส

สิ่งเปรียบเทียบ DNA RNA ความแตกต่างระหว่างดีเอ็นเอกับอาร์เอ็นเอ สายพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายพัน กันเป็นเกลียว โครงสร้างโมเลกุล ชนิดของเบส ชนิดของน้ าตาล ขนาดโมเลกุล บริเวณที่พบ หน้าที่ ดีออกซีไรโบส ไรโบส ใหญ่กว่า เล็กกว่า ในนิวเคลียส (บางเซลล์อาจพบในไมโทคอนเดรียหรือ คลอโรพลาสต์) ในนิวเคลียสและไซโทพลาซึม A C G T A C G U เป็นสารพันธุกรรม สังเคราะห์โปรตีนภายในเซลล์ สายพอลินิวคลีโอไทด์สายเดียว

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต การจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนในพันธะเคมีระหว่างอะตอมและการจัดเรียงตัวของ อะตอม ซึ่งพลังงานมีการเปลี่ยนแปลงขณะการเกิดปฏิกิริยาเคมี ในทางชีววิทยาเรียก พลังงานนี้ว่า พลังงานเคมี (chemical energy)

พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาเคมีของการแยกน้ าจะได้แก๊สไฮโดรเจนและออกซิเจนได้เป็นโมเลกุลของน้ า 2H2 O + พลังงาน 2H2 + O2

การเกิดปฏิกิริยาเกิดการสลายพันธะในสารตั้งต้นสร้างพันธะใหม่เกิดเป็น ผลิตภัณฑ์ หากผลิตภัณฑ์สูงกว่าสารตั้งต้น ปฏิกิริยาเคมีต้องการพลังงานภายนอกเข้าไป เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ เรียกว่า ปฏิกิริยาการดูดพลลังงาน (endergonic reaction) ถ้าผลิตภัณฑ์ต่ ากว่าสารตั้งต้นพลังงานส่วนเกินถูกปล่อยออกมา เรียกว่า ปฏิกิริยาคายพลังงาน (exergonic reaction)

พลังงานที่ดูดเข้าไป การด าเนินไปของปฏิกิริยาดูดพลังงาน การด าเนินไปของปฏิกิริยาคายพลังงาน

การเกิดปฏิกิริยาสารตั้งต้นต้องได้รับพลังงานเพียงพอที่จะสลายพันธะเดิมและท าให้เกิดการเรียง ตัวใหม่ของอะตอมที่เหมาะสม พลังงานเริ่มต้นที่ท าให้เกิดปฏิกิริยาขึ้น เรียกว่า พลังงานกระตุ้น หรือพลังงานก่อกัมมันต์(activation energy) ปฏิกิริยาดูดพลังงาน ปฏิกิริยาคายพลังงาน สารผลิตภัณฑ์ การด าเนินไปของปฏิกิริยา

เอนไซม์ (enzyme) เซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีกลไกที่ช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้น จากการที่เซลล์สามารถลดพลังงานกระตุ้น ของปฏิกิริยาลง เรียกสารเหล่านี้ว่าเอนไซม์ (enzyme)..เช่น..เอนไซม์ในล าไส้สามารถย่อย โปรตีนจนได้กรดแอมิโน..แต่ถ้าไม่มีเอนไซม์ปฏิกิริยานี้แทบจะไม่สามารถเกิดขึ้นเลยนั่นคือ เอนไซม์ท าหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst)

การท างานของเอนไซม์ เอนไซม์ส่วนใหญ่เป็นโปรตีน สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีในสิ่งมีชีวิต ท าให้ได้สารตั้งต้น (substrate) เกิดเร็วขึ้น ได้สารผลิตภัณฑ์ (produce) โดยสารตั้งต้นจะจับเข้ากับ เอนไซม์บริเวณจ าเพาะ เรียกว่า บริเวณเร่ง (active site) สายของโปรตีนมีการพับ ม้วนไปมาเกิดรูปร่างเฉพาะตัว เกิดความจ าเพาะกับสารตั้งต้น เช่น การเร่งปฏิกิริยาย่อย สลายซูโครสโดยเอนไซม์ซูเครส

เอนไซม์ บริเวณเร่ง เอนไซม์ พันธะ เอนไซม์ เอนไซม์ เอนไซม์ซับสเตรท คอมเพลกซ์ เอนไซม์ สารผลิตภัณฑ์ H2O 1 2 3 4 ซูโครสจะเข้าจับกับบริเวณ เร่งของเอนไซม์ซูเครส เมื่อซูเครสเข้าจับกับเอนไซม์ซู เครสเกิดเป็นเอนไซม์ซับสเตรท คอมเพลกซ์ การจับกันระหว่างเอนไซม์และสารตั้ง ต้นท าปฏิกิริยาเกิดขึ้นง่ายจะเกิดการ สลายพันธะไกลโคซิดิกแบบ – 1,2 ของซูโครส กลูโคสและฟรักโทสซึ่งเป็นสาร ผลิตภัณฑ์จากเอนไซม์ซูเครสท า ให้เอนไซม์สามารถจับกับซูโครส โมเลกุลต่อไปได้

สารตั้งต้นมีรูปร่างจ าเพาะกับเอนไซม์เท่านั้นจึงสามารถจับกับบริเวณเร่งของเอนไซม์ เกิดเป็นเอนไซม์ซับสเตรทคอมเพลกซ์ (enzyme-substrate complex) และ เปลี่ยนแปลงจนได้ผลิตภัณฑ์ในที่สุด เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์และเอนไซม์แยก ออกจากัน เอนไซม์จะถูกน าไปเร่งปฏิกิริยาใหม่เรื่อยๆ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ในอดีตนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าบริเวณเร่งของเอนไซม์รูปร่างเข้ากันได้กับสารตั้งต้นและไม่ เปลี่ยนแปลงรูปร่างทั้งก่อนและหลังการจับกับสารตั้งต้น เปรียบเหมือนแม่กุญแจที่มี รูปร่างเข้ากันได้กับลูกกุญแจพอดี ซึ่งแนวคิดเรียกว่า lock and key

Lock and key model สารตั้งต้น เอนไซม์ซับสเตรท คอมเพลกซ์ Induced fit model สารตั้งต้น เอนไซม์ซับสเตรท คอมเพลกซ์

เอนไซม์บางชนิดอาจมีองค์ประกอบที่ไม่ใช่โปรตีนรวมอยู่ด้วยซึ่งมีผลต่อการท างาน ของเอนไซม์อาจเป็นโคแฟกเตอร์(cofactor) ซึ่งเป็นสารพวกไอออน เช่น แคลเซียมไอออน (Ca2+ ) ซิงค์ไอออน (Zn2+ ) หรืออาจจะเป็นโคเอนไซม์ (coenzyme) ซึ่งเป็นวิตามิน B1 B2 และ K สารเหล่านี้จ าเป็นต่อการท างานของ เอนไซม์ เอนไซม์ ตัวอย่างโคแฟกเตอร์หรือโคเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการ ท างานของเอนไซม์

การยับยั้งการท างานของเอนไซม์ การท างานของเอนไซม์บางชนิดถูกยับยั้งด้วยสารเคมี เรียกว่า ตัวยับยั้งเอนไซม์ (enzyme inhibitor) เกิดตัวยับยั้งแย่งจับกับบริเวณเร่งท าให้เอนไซม์ไม่สามารถจับกับวารตั้งต้นได้ เรียกตัว ยับยั้งว่า ตัวยับยั้งแบบแข่งขัน (competitive inhibitor) นอกจากนี้ตัวยับยั้งอาจจะกับบริเวณ อื่นไม่ใช่บริเวณเร่งท าให้เอนไซม์เปลี่ยนรูปร่างไม่สามารถจับกับสารตั้งต้นได้ เรียกว่า ตัวยับยั้งแบบ ไม่แข่งขัน (noncompetitive inhibitor)

สารตั้งต้น เอนไซม์ ตัวยับยั้งเอนไซม์ แบบแข่งขัน ตัวยับยั้งเอนไซม์ แบบไม่แข่งขัน ขณะไม่มีตัวยับยั้งเอนไซม์ เมื่อมีตัวยับยั้งเอนไซม์แบบแข่งขัน เมื่อมีตัวยับยั้งเอนไซม์แบบไม่แข่งขัน

เอนไซม์กับอุณหภูมิ ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการท างานเอนไซม์ของมนุษย์อยู่ในช่วง 25 -40 ℃ ส่วน เอนไซม์ของแบคทีเรียบางชนิดเจริญได้ดีในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงมาก อุณหภูมิที่ เหมาะสมต่อการท างานของเอนไซม์อาจสูงถึง 65-80 ℃ 0 20 40 60 80 100 เอนไซม์ทั่ว ๆ ไป ของมนุษย์ เอนไซม์ของแบคทีเรียที่ ทนต่อความร้อน อัตราการเกิดปฏิกิริยา อุณหภูมิ ℃ ปัจจัยที่มีผลต่อการท างานของเอนไซม์

ก่อนให้ความร้อน หลังให้ความร้อน ลักษณะโปรตีนโปรตีนของไข่ขาวก่อนได้รับความร้อนและหลังได้รับความร้อน โครงสร้างของโปรตีนก่อนและหลังได้รับความร้อน

เอนไซม์กับค่า PH เอนไซม์ในร่างกายจะท างานได้ดีที่ PH ประมาณ 7 ยกเว้นการย่อยอาหารบาง ชนิด จะท างานได้ดีในสภาวะเป็นกรดสูง เช่น เอนไซม์เพปซินพบในกระเพาะ อาหารที่เป็นกรดมาก สามารถเร่งปฏิกิริยาการย่อยโปรตีนได้ดีที่ PH 1.5-2อัตราการเกิดปฏิกิริยา 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 เพปซิน อะไมเลส ทริปซิน ผลของ PH ต่อประสิทธิภาพการท างานของเอนไซม์

เมแทบอลิซึม สิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่สร้างอาหารเองได้ เช่น พืชใช้กระบวนการสังเคราะห์ ด้วยแสงสร้างน้ าตาล กลุ่มที่สร้างอาหารเองไม่ได้จะได้รับพลังงานอาหารที่กินเข้าไป สิ่งเหล่านี้ ผ่านกระบวนการหายใจระดับเซลล์ ปฏิกิริยาการสังเคราะห์และการสลายสารในสิ่งมีชีวิตล้วน ต้องใช้เอนไซม์ เรียกกระบวนการนี้ว่า เมแทบอลึซึม (metabolism) เอนไซม์ที่ 1 เอนไซม์ที่ 2 เอนไซม์ที่ 4 เอนไซม์ที่ 3 วิถีเมแทบอลิซึม สารตั้งต้นใน ปฏิกิริยาแรก สารผลิตภัณฑ์ สุดท้าย

เมแทบอลิซึมแบ่งได้ 2 แบบ คือ เมแทบอลิซึมที่สลายสารโมเลกุลใหญ่ให้เป็นผลิตภัฑ์ ที่มีขนาดเล็กลง และปลดปล่อยพลังงานออกมา เรียกว่า แคแทบอลิซึม (catobolism) เช่น การหายใจระดับเซลล์ และแมแทบอลิซึม (metabolism) ที่ สังเคราะห์สารโมเลกุลใหญ่จากสารตั้งต้นโมเลกุลขนาดเล็กซึ่งต้องการพลังงาน เรียกว่า แอแนบอลิซึม (anabolism) เช่น การสังเคราะห์โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ลิพิด กรดนิวคลีอิก สารโมเลกุลขนาดเล็ก ATP ADP + Pi แคแทบอลิซึม แอแนบอลิซึม สารอินทรีย์โมเลกุลขนาดใหญ่

ตัวอย่างของแคแทบอลิซึม และแอแนบอลิซึม • แคแทบอลิซึม เช่น การสลายพอลิแซ็กคาไรด์การสลายโปรตีน การสลายลิพิด การสลายกรดนิวคลิอิก • แอแนบอลิซึม เช่น การสังเคราะห์แป้งและไกลโคเจน การสังเคราะห์โปรตีน การสังเคราะห์ลิพิด การสังเคราะห์DNA และ RNA