அத்தியாயம் 04 நொதிகள் மற்றும் உயிரியல் ஆற்றலியல்
4.1 நொதிகள்: வகைப்பாடு மற்றும் செயல்பாட்டு முறை
நொதிகள் உயிரியல் வினையூக்கிகள் ஆகும் மற்றும் அவை உயிரினத்தின் உள்ளேயும் (in vivo) மற்றும் உயிரினத்திற்கு வெளியேயும் (in vitro) உயிர்வேதியியல் வினைகளை வினையூக்கி செய்கின்றன. அவை தங்கள் வினைபடு பொருளுக்கு மிகவும் குறிப்பிட்டவை மற்றும் பெரும் வினையூக்கு திறனைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது, அவை மாற்றமடையாமல் வினைவேகத்தை மிகப்பெரிய அளவில் அதிகரிக்கின்றன. ரைபோசைம்கள் எனப்படும் சில சிறிய குழுவான வினையூக்கி RNA மூலக்கூறுகளைத் தவிர அனைத்து நொதிகளும் புரதங்களாகும். புரதங்களைப் போலவே, நொதிகளின் மூலக்கூறு எடை சுமார் 2000 முதல் ஒரு மில்லியனுக்கும் மேற்பட்ட டால்டன் வரை இருக்கும். புரத நொதிகளின் நொதிச் செயல்பாடு, அவற்றின் மூன்று பரிமாண அமைப்பு மற்றும் அவற்றின் இயல்பு நீக்கம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து பாதிக்கப்படலாம். அவற்றின் வினையூக்கு செயல்பாட்டிற்கு கூட்டுக் காரணிகள் தேவைப்படும் பல நொதிகள் உள்ளன. கூட்டுக் காரணி ஒரு சிக்கலான கரிம மூலக்கூறாக இருக்கலாம், அது கோநொதி (பட்டியல் 4.1) என்று அழைக்கப்படுகிறது அல்லது அது ஒரு உலோக அயனியாக இருக்கலாம், எடுத்துக்காட்டாக $\mathrm{Fe}^{2+}, \mathrm{Mn}^{2+}$, $\mathrm{Zn}^{2+}, \mathrm{Mg}^{2+}$ (பட்டியல் 4.2). ஒரு நொதியும் அதன் கூட்டுக் காரணியும் சேர்ந்து முழுநொதி (holoenzyme) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இத்தகைய சந்தர்ப்பங்களில், கூட்டுக் காரணி தேவைப்படும் நொதியில் உள்ள புரதக் கூறு பகுதி நொதி (apoenzyme) என்று அழைக்கப்படுகிறது.
பட்டியல் 4.1: சில கோநொதிகள் மற்றும் அவற்றின் முன்னோடி வைட்டமின்கள் மற்றும் அவற்றின் பங்கு
| கோநொதி | முன்னோடி வைட்டமின் | வினையூக்கு வினையில் பங்கு |
|---|---|---|
| பயோசைட்டின் | பயோட்டின் (வைட்டமின் B7) | $\mathrm{CO}_{2}$ பரிமாற்றம் |
| கோநொதி B12 (5’-அடினோசில்கோபாலமின்) | வைட்டமின் B12 | ஒரு ஆல்கைல் குழுவின் பரிமாற்றம் |
| ஃப்ளேவின் அடினைன் டைநியூக்ளியோடைடு (FAD) | ரிபோஃப்ளேவின் (வைட்டமின் B2) | எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றம் |
| கோநொதி A | பேன்டோத்தெனிக் அமிலம் (வைட்டமின் B3) | அசைல் மற்றும் ஆல்கைல் குழுவின் பரிமாற்றம் |
| நிக்கோட்டினமைடு அடினைன் டைநியூக்ளியோடைடு (NAD) | நியாசின் (வைட்டமின் B5) | ஹைட்ரைடு (:H) பரிமாற்றம் |
| பைரிடாக்சல் பாஸ்பேட் | பைரிடாக்சின் (வைட்டமின் B6) | அமினோ குழுவின் பரிமாற்றம் |
| தயாமின் பைரோபாஸ்பேட் | தயாமின் (வைட்டமின் B1) | ஆல்டிஹைடுகளின் பரிமாற்றம் |
| டெட்ராஹைட்ரோஃபோலேட் | ஃபோலிக் அமிலம் (வைட்டமின் B9) | ஒரு கார்பன் குழுவின் பரிமாற்றம் |
கோநொதிகள் வினையூக்கத்தில் தற்காலிகமாக பங்கேற்று, குறிப்பிட்ட செயல்பாட்டு குழுக்களின் காவிகளாக செயல்படுகின்றன. பெரும்பாலான கோநொதிகள் வைட்டமின்களிலிருந்து பெறப்படுகின்றன (உணவில் சிறிய அளவுகளில் தேவைப்படும் கரிம ஊட்டச்சத்துக்கள்).
பட்டியல் 4.2: நொதிகளுக்கு கூட்டுக் காரணிகளாகச் செயல்படும் உலோக அயனிகள்
| உலோக அயனிகள் | நொதியின் பெயர் |
|---|---|
| $\mathrm{Fe}^{2+}$ அல்லது $\mathrm{Fe}^{3+}$ | கேட்டலேஸ், பெராக்சிடேஸ், சைட்டோகுரோம் ஆக்சிடேஸ் |
| $\mathrm{Cu}^{2+}$ | சைட்டோகுரோம் ஆக்சிடேஸ் |
| $\mathrm{Mg}^{2+}$ | DNA பாலிமரேஸ் |
| $\mathrm{Mn}^{2+}$ | ஆர்ஜினேஸ் |
| $\mathrm{K}^{+}$ | பைருவேட் கைனேஸ் |
| $\mathrm{Mo}^{2+}$ | நைட்ரஜனேஸ், நைட்ரேட் ரிடக்டேஸ் |
| $\mathrm{Zn}^{2+}$ | கார்பானிக் அன்ஹைட்ரேஸ், ஆல்கஹால் டிஹைட்ரஜனேஸ் |
| $\mathrm{Ni}^{2+}$ | யூரியேஸ் |
ஒரு கோநொதி அல்லது உலோக அயனி நொதிப் புரதத்துடன் கோவாலன்ட் பிணைப்பு மூலம் இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, அது புரோஸ்தெடிக் குழு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
4.1.1 நொதிகளின் வகைப்பாடு
ஒரு முறையான ஆய்வைக் கொண்டிருக்கவும் மற்றும் புதிய நொதிகளும் கண்டுபிடிக்கப்படலாம் என்பதைக் கருத்தில் கொண்டு தெளிவின்மையைத் தவிர்க்கவும், 1964 ஆம் ஆண்டில் உயிர்வேதியியல் சர்வதேச ஒன்றியம் (I.U.B.) அவை வினையூக்கி செய்யும் வினைகளின் வகையைப் பொறுத்து நொதிகளின் வகைப்பாட்டை ஏற்றுக்கொண்டது. இந்த ஆணையத்தின் படி, அனைத்து நொதிகளும் 6 முக்கிய வகுப்புகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன (பட்டியல் 4.3).
பட்டியல் 4.3: I.U.B. ஏற்றுக்கொண்ட நொதிகளின் வகைப்பாடு
| வகுப்பு எண். | வகுப்பின் பெயர் | வினையூக்கி செய்யப்படும் வினையின் வகை |
|---|---|---|
| 1. | ஆக்சிடோரிடக்டேஸ்கள் | ஆக்சிஜனேற்ற-குறைப்பு வினைகள் (எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றம்) |
| 2. | டிரான்ஸ்பெரேஸ்கள் | குழுக்களின் பரிமாற்றம் |
| 3. | ஹைட்ரோலேஸ்கள் | நீராற்பகுப்பு வினைகள் (செயல்பாட்டு குழுக்களை நீருக்கு பரிமாற்றம்) |
| 4. | லையேஸ்கள் | இரட்டைப் பிணைப்புகளை உருவாக்க குழுக்களைச் சேர்த்தல் அல்லது நீக்குதல் |
| 5. | ஐசோமெரேஸ்கள் | ஐசோமெரிக் வடிவங்களைக் கொடுக்க மூலக்கூறுகளுக்குள் குழுக்களை பரிமாற்றுதல் |
| 6. | லைகேஸ்கள் | ATP நீராற்பகுப்புடன் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு மூலக்கூறுகளின் ஒடுக்கம் |
ஐசோநொதிகள்
பல நொதிகள் ஒரே இனத்தில், திசுவில் அல்லது ஒரே செல்லில் கூட பல வடிவங்களில் (ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட மூலக்கூறு வடிவங்கள்) உள்ளன. இந்த நொதிகள் ஐசோநொதிகள் அல்லது ஐசோசைம்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஐசோநொதிகள் ஒரே வினையை வினையூக்கி செய்கின்றன ஆனால் வெவ்வேறு அமினோ அமில கலவையைக் கொண்டுள்ளன, எனவே, வெவ்வேறு இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கிளைகோலிட்டிக் நொதியான ஹெக்ஸோகைனேஸ் பல்வேறு திசுக்களில் நான்கு ஐசோசைம் வடிவங்களில் உள்ளது. இதேபோல், காற்றில்லா குளுக்கோஸ் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஈடுபடும் லாக்டேட் டிஹைட்ரஜனேஸ் (LDH) மனிதனில் இரண்டு ஐசோசைம் வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளது, ஒன்று இதயத்தில் உள்ளது மற்றொன்று எலும்புத் தசைகளில் காணப்படுகிறது.
நொதியின் செயல்பாட்டுத் தளம்
நொதிகளால் செய்யப்படும் வினையூக்கு வினை நொதியின் ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் நடைபெறுகிறது. இந்தத் தளம் செயல்பாட்டுத் தளம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது நொதியின் மொத்த அளவின் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே குறிக்கிறது. செயல்பாட்டுத் தளம் என்பது நொதி மூலக்கூறில் ஒரு தெளிவாக வரையறுக்கப்பட்ட பகடை அல்லது பிளவு ஆகும், அங்கு வினைபடு பொருளின் முழுப் பகுதியும் அல்லது ஒரு பகுதியும் பொருந்தும். செயல்பாட்டுத் தளம் மூன்று பரிமாண அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் இது ஒரு பாலிபெப்டைட் சங்கிலியின் பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது. நொதி வினைபடு பொருள் பிணைப்பில் ஈடுபடும் பல்வேறு அகோவாலன்ட் பிணைப்புகள் மின்னியல் தொடர்புகள், ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள், வான் டெர் வால்ஸ் விசைகள் மற்றும் நீர்வெறுப்பு தொடர்புகள் ஆகும். செயல்பாட்டுத் தளம் பெரும்பாலும் முனைவற்ற சூழலைக் கொண்டுள்ளது, இது வினைபடு பொருளின் பிணைப்பு மற்றும் வினையூக்கத்தை எளிதாக்குகிறது.
இருப்பினும், சில முனைவு எச்சங்கள் இருக்கலாம். இந்த வகை சூழல் நொதி மூலக்கூறின் வேறு எந்தப் பகுதியிலும் காணப்படாது.
ஃபிஷ்சரின் பூட்டு மற்றும் சாவி மாதிரி
1894 ஆம் ஆண்டில், வினைபடு பொருள் மற்றும் நொதி இடைவினைக்கான பூட்டு மற்றும் சாவி மாதிரி அறிமுகம் எமில் ஃபிஷ்சரால் முன்மொழியப்பட்டது. இந்த மாதிரியின் படி, நொதி மற்றும் வினைபடு பொருளுக்கு இடையே நிரப்பு கட்டமைப்பு அம்சங்கள் உள்ளன, மேலும் வினைபடு பொருளுக்கு பொருந்துவதற்கு செயல்பாட்டுத் தளம் முன்கூட்டியே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. வினைபடு பொருள் ஒரு சாவி பூட்டுக்குள் பொருந்துவது போல நொதியில் அதன் நிரப்புத் தளத்தில் பொருந்தும். இது ஒரு நொதி-வினைபடு பொருள் கூட்டு (ES கூட்டு) உருவாவதற்கு வழிவகுக்கிறது (படம் 4.1).

படம் 4.1: பூட்டு மற்றும் சாவி மாதிரியின் படி ஒரு நொதி மற்றும் அதன் வினைபடு பொருளுக்கு இடையேயான இடைவினை
கோஷ்லாண்டின் தூண்டப்பட்ட பொருத்தம் மாதிரி
டேனியல் கோஷ்லாண்ட் 1958 ஆம் ஆண்டில் தூண்டப்பட்ட பொருத்தம் கருதுகோளை முன்மொழிந்தார். ஒரு வினைபடு பொருளின் கட்டமைப்பு நொதி-வினைபடு பொருள் கூட்டில் உள்ள செயல்பாட்டுத் தளத்திற்கு நிரப்பியாக இருக்கலாம், ஆனால் கட்டற்ற நொதியில் இல்லை என்று அவர் கருத்துத் தெரிவித்தார். வினைபடு பொருள் மற்றும் நொதிக்கு இடையேயான தொடர்பு நொதியில் மூன்று பரிமாண அமைப்பு மாற்றங்களைத் தூண்டுகிறது, இது வினைபடு பொருள் பிணைப்பு, வினையூக்கம் அல்லது இரண்டிற்கும் அமினோ அமில எச்சங்கள் அல்லது பிற குழுக்களை ஒழுங்குபடுத்துகிறது. ஒரு வினைபடு பொருள் மற்றும் ஒரு செயல்பாட்டுத் தளத்திற்கு இடையிலான உறவு கை மற்றும் கம்பளி கையுறை போன்றது. இடைவினையின் போது, ஒரு கூறின் கட்டமைப்பு, அதாவது வினைபடு பொருள் அல்லது கை, கடினமாக இருக்கும் மற்றும் இரண்டாவது கூறின் வடிவம், அதாவது செயல்பாட்டுத் தளம் அல்லது கையுறை, முதல் கூறுக்கு நிரப்பியாக மாறுவதற்கு நெகிழ்வானதாக இருக்கும் (படம் 4.2).

படம் 4.2: தூண்டப்பட்ட பொருத்தம் மாதிரியின் படி ஒரு நொதி மற்றும் அதன் வினைபடு பொருளுக்கு இடையேயான இடைவினை
நொதி குறிப்பிட்ட தன்மை
நொதிகள் செயல்பாட்டில் மிகவும் குறிப்பிட்டவை. உண்மையில், நொதிகளை அவ்வளவு வலுவான வினையூக்கிகளாக ஆக்கும் பண்புகள், வினைபடு பொருள் பிணைப்பின் குறிப்பிட்ட தன்மை மற்றும் அவற்றின் வினையூக்கு குழுக்களின் சிறந்த அமைப்பு ஆகும். பல்வேறு வகையான நொதி குறிப்பிட்ட தன்மைகள்: குழுக் குறிப்பிட்ட தன்மை, முழுமையான குறிப்பிட்ட தன்மை, முப்பரிமாண குறிப்பிட்ட தன்மை மற்றும் வடிவியல் குறிப்பிட்ட தன்மை. நொதிகள் பல்வேறு நெருங்கிய தொடர்புடைய வினைபடு பொருட்களில் செயல்படும் போது அது குழுக் குறிப்பிட்ட தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது. நொதிகள் ஒரு குறிப்பிட்ட வினைபடு பொருளில் மட்டுமே செயல்படும் போது, அது முழுமையான குறிப்பிட்ட தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது. வினைபடு பொருள் இரண்டு முப்பரிமாண வடிவங்களில் (வேதியியல் ரீதியாக ஒரே மாதிரியானது ஆனால் முப்பரிமாண இடத்தில் அணுக்களின் வெவ்வேறு அமைப்பு) இருக்கும் போது முப்பரிமாண அல்லது ஒளியியல் குறிப்பிட்ட தன்மை ஏற்படுகிறது, பின்னர் ஐசோமர்களில் ஒன்று மட்டுமே குறிப்பிட்ட நொதியால் வினைக்கு உட்படும். எடுத்துக்காட்டாக, D-அமினோ அமில ஆக்சிடேஸ் D-அமினோ அமிலங்களை கீட்டோ அமிலங்களாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது. வடிவியல் குறிப்பிட்ட தன்மையில், நொதிகள் சிஸ் மற்றும் டிரான்ஸ் வடிவங்களுக்கு குறிப்பிட்டவை. எடுத்துக்காட்டாக, ஃபியூமரேஸ் ஃபியூமரேட் மற்றும் மாலேட்டின் பரிமாற்றத்தை வினையூக்கி செய்கிறது.
4.1.2 நொதிச் செயல்பாட்டை பாதிக்கும் காரணிகள்
சுற்றுச்சூழல் நிலைகளை மாற்றுவதன் மூலம் நொதி வினையூக்கி செய்யப்பட்ட வினைகளின் வேகம் பாதிக்கப்படுகிறது. நொதி வினையூக்கி செய்யப்பட்ட வினைகளின் திசைவேகத்தை பாதிக்கும் முக்கியமான காரணிகள் வெப்பநிலை, $\mathrm{pH}$, வினைபடு பொருள் செறிவு மற்றும் கட்டுப்பாட்டிகள் ஆகும்.
1. வெப்பநிலை
ஒரு நொதி வினையூக்கி செய்யப்பட்ட வினையின் வேகம் அதிகபட்சம் வரை வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது அதிகரிக்கிறது, பின்னர் குறைகிறது. வெப்பநிலைக்கும் நொதிச் செயல்பாட்டிற்கும் இடையே ஒரு வரைபடம் வரையப்பட்டால், ஒரு மணி வடிவ வளைவு கிடைக்கிறது (படம் 4.3). வினையின் அதிகபட்ச வேகம் ஏற்படும் வெப்பநிலை நொதியின் உகந்த வெப்பநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. உகந்த வெப்பநிலை வெவ்வேறு நொதிகளுக்கு வெவ்வேறாக இருக்கிறது; ஆனால் பெரும்பாலான நொதிகளுக்கு இது $40^{\circ} \mathrm{C}-45^{\circ} \mathrm{C}$ க்கு இடையே உள்ளது. மனித உடலில் உள்ள பெரும்பாலான நொதிகள் சுமார் $37^{\circ} \mathrm{C}\left(98.6^{\circ} \mathrm{F}\right)$ உகந்த வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் தீவிர வெப்பநிலையில் இயல்பு நீக்கம் அடையும் அல்லது சிதைக்கப்படும். இருப்பினும், தெர்மோஃபிலிக் பாக்டீரியா, தெர்மஸ் அக்வாட்டிகஸில் உள்ள Taq DNA பாலிமரேஸ், விடம் ஃபாஸ்போகைனேஸ் மற்றும் தசை அடினிலேட் கைனேஸ் போன்ற சில நொதிகள் $100^{\circ} \mathrm{C}$ வெப்பநிலையிலும் கூட செயல்பாட்டில் இருக்கும்.

படம் 4.3: வெப்பநிலையின் நொதிச் செயல்பாட்டின் மீதான விளைவு
2. ஹைட்ரஜன் அயன் செறிவு $(\mathrm{pH})$
நொதிச் செயல்பாடும் $\mathrm{pH}$ ஆல் பாதிக்கப்படுகிறது. நொதிச் செயல்பாட்டிற்கு எதிராக $\mathrm{pH}$ வரைபடம் ஒரு மணி வடிவ வளைவை விளைவிக்கிறது (படம் 4.4). ஒவ்வொரு நொதிக்கும் அதன் தனித்துவமான உகந்த ⟦24⟉ உள்ளது, அதில் வினையின் வேகம் மிக அதிகமாக இருக்கும். உகந்த $\mathrm{pH}$ என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட நொதியின் செயல்பாடு அதிகபட்சமாக இருக்கும் $\mathrm{pH}$ ஆகும். உயர் உயிரினங்களின் பல நொதிகள் நடுநிலை $\mathrm{pH}$ (6-8) அருகே உகந்த வினைவேகத்தைக் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், பெப்சின் (pH 1-2), அமில பாஸ்படேஸ்கள் ($\mathrm{pH} 4-5$) மற்றும் கார பாஸ்படேஸ்கள் ($\mathrm{pH}$ 10-11) போன்ற பல விதிவிலக்குகள் உள்ளன. உகந்த $\mathrm{pH}$ க்குக் கீழே மற்றும் மேலே, நொதிச் செயல்பாடு மிகவும் குறைக்கப்படுகிறது மற்றும் தீவிர $\mathrm{pH}$ இல், நொதி முற்றிலும் செயலற்றதாக மாறுகிறது.

படம் 4.4: pH இன் நொதிச் செயல்பாட்டின் மீதான விளைவு
3. வினைபடு பொருள் செறிவு
வினைபடு பொருள் செறிவும் நொதிச் செயல்பாட்டை பாதிக்கிறது. வினைபடு பொருள் செறிவு அதிகரிக்கும் போது வினைவேகமும் அதிகரிக்கிறது. ஏனெனில் அதிக வினைபடு பொருள் மூலக்கூறுகள் நொதி மூலக்கூறுகளுடன் தொடர்பு கொள்ளும், அதிக தயாரிப்புகள் உருவாகும். இருப்பினும், ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவுக்குப் பிறகு, வினைபடு பொருள் செறிவில் மேலும் அதிகரிப்பு வினைவேகத்தில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது, ஏனெனில் வினைபடு பொருள் செறிவு இனி வரையறுக்கும் காரணியாக இருக்காது (படம் 4.5). இந்த நிலையில், நொதி மூலக்கூறுகள் நிறைவுற்று அவற்றின் அதிகபட்ச சாத்தியமான வேகத்தில் வேலை செய்கின்றன.
4.1.3 நொதிச் செயல்பாட்டின் அலகு
நொதி அலகு (U) என்பது நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் நிமிடத்திற்கு 1 மைக்ரோமோல் வினைபடு பொருளை மாற்றும் நொதியின் அளவு ஆகும். உயிர்வேதியியல் சர்வதேச ஒன்றியம் (I.U.B.) 1964 ஆம் ஆண்டில் நொதிச் செயல்பாட்டின் அலகாக நொதி அலகை ஏற்றுக்கொண்டது. ஆனால் நிமிடம் ஒரு SI அலகு அல்ல என்பதால் கடால் ஆதரவில் இது ஊக்குவிக்கப்படவில்லை. ஒரு கடால் (kat) என்பது வினாடிக்கு 1 மோல் வினைபடு பொருளை வினையூக்கி செய்யும் நொதியின் அளவு ஆகும், எனவே 1 kat $=60,000,000 \mathrm{U}$.
4.1.4 குறிப்பிட்ட செயல்பாடு
நொதியின் மற்றொரு பொதுவான அலகு குறிப்பிட்ட செயல்பாடு ஆகும். இது ஒரு நொதியால் உருவாக்கப்பட்ட தயாரிப்பின் மோல்கள் என வரையறுக்கப்படுகிறது

படம் 4.5: வினைபடு பொருள் செறிவின் வினைவேகத்தின் மீதான விளைவு
கொடுக்கப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் புரதங்களின் மில்லிகிராமுக்கு கொடுக்கப்பட்ட நேரத்தில் (நிமிடங்கள்). குறிப்பிட்ட செயல்பாடு கலவையில் நொதி தூய்மையின் அளவீட்டைக் குறிக்கிறது.
4.1.5 நொதிச் செயல்பாட்டின் வழிமுறை
நொதி வழிமுறையைப் புரிந்துகொள்வதற்கு, ஒரு வினையின் இரண்டு வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகளை நீங்கள் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். இவை தயாரிப்புகள் மற்றும் வினைபடு பொருட்களுக்கு இடையேயான கட்டற்ற ஆற்றல் வேறுபாடு $(\Delta \mathrm{G})$ மற்றும் வினைபடு பொருளை தயாரிப்பாக மாற்றுவதைத் தொடங்குவதற்குத் தேவையான ஆற்றல் ஆகும். முன்னைய ஆற்றல், அதாவது $\Delta \mathrm{G}$ வினை தன்னிச்சையானதா என்பதை தீர்மானிக்கிறது, அதேசமயம் பிந்தையது வினைவேகத்தை தீர்மானிக்கிறது. நொதிகள் வினைவேகத்தை தீர்மானிக்கும் ஆற்றலை பாதிக்கின்றன. நொதிகள் வெப்ப இயக்கவியல் விதிகளை மாற்ற முடியாது, எனவே, ஒரு உயிர்வேதியியல் வினையின் சமநிலையை மாற்ற முடியாது. அவை சமநிலையை அடைவதை விரைவுபடுத்துகின்றன.
வினைவேகம் மாறாக செயல்படுத்தும் கட்டற்ற ஆற்றல் $\left(\Delta \mathrm{G}^{\wedge}\right)$ மீது சார்ந்துள்ளது, இது $\Delta \mathrm{G}$ உடன் தொடர்புடையது அல்ல. வினைபடு பொருள் $\mathrm{S}$ ஒரு மாற்றம் நிலை உருவாவதன் மூலம் தயாரிப்பு $\mathrm{P}$ ஆக மாற்றப்படுகிறது, இது $\mathrm{S}$ அல்லது $\mathrm{P}$ ஐ விட அதிக கட்டற்ற ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. மாற்றம் நிலையின் கட்டற்ற ஆற்றல் மற்றும் வினைபடு பொருளுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு கிப்ஸ் செயல்படுத்தும் கட்டற்ற ஆற்றல் அல்லது வெறுமனே செயல்படுத்தும் ஆற்றல் $\left(\Delta \mathbf{G}^{A}\right)$ என்று அழைக்கப்படுகிறது. நொதிகள் வினையின் $\Delta \mathrm{G}$ ஐ மாற்றாமல் வினைவேகத்தை அதிகரிக்கின்றன, மாறாக அவை செயல்படுத்தும் ஆற்றலைக் குறைக்கின்றன, $\Delta \mathrm{G}^{\mathrm{A}}$.
நொதி-வினையூக்கி செய்யப்பட்ட வினையின் இயக்கவியல்
வினையூக்கத்தின் போது, வினைபடு பொருள் $\mathrm{S}$ நொதி $\mathrm{E}$ இன் செயல்பாட்டுத் தளத்தில் பிணைந்து நொதி வினைபடு பொருள் கூட்டு ES உருவாவதற்கு வழிவகுக்கிறது, இது இறுதியாக தயாரிப்பு $P$ ஆக மாற்றப்படுகிறது. வினையை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்: $\mathrm{E}+\mathrm{s} \rightleftharpoons \mathrm{Es} \rightleftharpoons \mathrm{E}+\mathrm{P}$
இங்கு, E வினைபடு பொருள் ⟦48⟉ உடன் பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்ட ES கூட்டை உருவாக்குகிறது. ES கூட்டு தயாரிப்பு $\mathrm{P}$ மற்றும் கட்டற்ற நொதி $\mathrm{E}$ ஐ கொடுக்க சிதைகிறது.
நொதி வினையூக்கி செய்யப்பட்ட வினைகளின் இயக்கவியல் 1913 ஆம் ஆண்டில் லியோனர் மைக்கேலிஸ் மற்றும் மாட் மென்டன் ஆகியோரால் விளக்கப்பட்டது. இந்த இயக்கவியலின் மிக குறிப்பிடத்தக்க அம்சம் என்னவென்றால், குறிப்பிட்ட ES கூட்டு வினையூக்கத்தின் போது ஒரு இடைநிலையாகும். நொதி இயக்கவியலின் மைக்கேலிஸ்-மென்டன் கோட்பாடு பல நொதிகளின் இயக்கவியல் பண்புகளைக் கணக்கிடும் எளிமையான ஒன்றாகும்.
வினையை மேலும் எளிமைப்படுத்தி, மைக்கேலிஸ்-மென்டன் ஒரு வினைபடு பொருள் வினைக்கு பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பெற்றனர்.
$$ \mathrm{v}_{0}=\frac{\mathrm{V} _{\max }[\mathrm{S}]}{\mathrm{K} _{\mathrm{m}}+[\mathrm{S}]} $$
இந்த சமன்பாடு மைக்கேலிஸ்-மென்டன் சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இங்கு, $\mathrm{K} _{\mathrm{m}}$ மைக்கேலிஸ் மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது, $\mathrm{v} _{0}$ ஆரம்ப திசைவேகம், $\mathrm{V} _{\max }$ வினையின் அதிகபட்ச திசைவேகம், மற்றும் [S] வினைபடு பொருள் செறிவு ஆகும்.
$\mathrm{v} _{0}$ க்கு எதிராக [S] வரைபடம் ஒரு செவ்வக அதிபரவளைவை விளைவிக்கிறது (படம் 4.6). $\mathrm{V} _{\max }$ என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட நொதி செறிவில் அதிகபட்ச திசைவேகம்