يميل جريان المتأيضات لأن يكون بأتجاه واحد:

إن كل التفاعلات الكيميائية - بما فيها تلك المحفزة بالإنزيمات - عكسية (Reversible) إلى حد ما . ولكن نادرا ما يحصل مثل هذا الجريان العكسي ضمن الخلايا الحية لأن نواتج التفاعل لا تتراكم هناك بل تستهلك فوراً أو تنزاح بعيداً بتفاعلات إنزيمية أخرى تستخدم فيها هذه «النواتج» كركائز. وهذا يعني أنه حتى الإنزيمات المحفزة لتفاعلات قيم GΔ الخاصة بها قريبة من الصغر — كإنزيمات المصاوغة (Isomerases) والموتاز (Mutases) - غالباً ما تتقدم باتجاه واحد داخل الخلية. ويعمل نزح النواتج باتجاه مجرى التفاعل بواسطة التفاعلات المحفزة إنزيمياً على ربط خطوات السبيل الآيضي بحيث يسحب تغير الطاقة الحرة التراكمي الناتج جريان المتأيضات في اتجاه وحيد. ويشبه جريان المتأيضات عبر سبل الابتناء والتقويض في الخلايا الحية بحريان الماء عبر الماسورة، فرغم أن الماسورة مؤهلة فيزيائياً لنقل الماء في كلا الاتجاهين، إلا أنه إذا كانت إحدى النهايتين أخفض من الأخرى (وهذا مماثل للفرق الكبير في الطاقة الحرة) سيكون الجريان عمليا في اتجاه واحد حكماً؛ وحتى لو كان للماسورة حنيات (Bends) أو لويات (Kinks) وهذا مماثل لخطوات خاصة محفزة بإنزيمات ذات قيم ΔG صغيرة أو غير ملائمة إلى حد ما)، فإن الجريان عبر الماسورة سيبقى وحيد الانجاه استناداً إلى الفرق الإجمالي الصافي الكبير في الارتفاع، ويماثل هذا الفرق تغير قيمة الطاقة الحرة في السبل الأيضية (الشكل 11-2).

وهكذا، فالتوازن الحقيقي — حيث يحصل جريان ثنائي الاتجاه — ليس من خصائص الحياة، بل تصل إليه الخلية فقط عندما تموت. وتعد الخلية الحية جملة ديناميكية مستقرة (الشكل 11-3) تبقى فيها التراكيز الوسطية للمتأيضات المستخدمة كمتوسطات في سبل وحيدة الاتجاه، ثابتة عبر المسافات الممتدة من الزمن. ولكن نحصل تذبذبات قصيرة الأمد لتراكيز المتأيضات ولمستويات الإنزيمات على كل حال، وهي ذات أهمية فيزيولوجية كبيرة.

*  تكون القيمة العددية لتغير الطاقة الحرة (GΔ ) للتفاعل العكسية بسهولة صغيرة، اما اذا كان لها قيمة سلبية كبيرة فيوصف التفاعل بانه غير عكسي فعليا، وهذه هي الحال في معظم التفاعلات الكيميائية الحيوية.

إن الطبيعة وحيدة الاتجاه للسبل الأيضية تجعلها نوعية وظيفيا. ونظرا لأن معظمها يقوم بوظيفة أيضية متخصصة منفردة، فإنه لكن تحقيق التنظيم في هذه السبل دون التأثير في جريان المتأيضات الأخرى بشكل مناوئ (Adversely).

الشكل 11-2 : جريان المتأيضات عبر سبل ذات تغيرات إجمالية كبيرة في ΔG، وهو - كجريان الماء عبر الماسورة - وحيد الاتجاه. في الأيمن: مخطط «لسبيل» ذي خطوة محددة للمعدل (A) وخطوة ذات قيمة ΔG قريبة من الصفر (B).

الشكل 11-3 :خلية مثالية في حالة مستقرة. لاحظ أن جريان المتأيضات وحيد الاتجاه.

مواضيع ذات صلة

الطرد المركزي

كيمياء أنسجة الإنزيمات enzyme histochemistry

التقسيم الخلوي الثانوي للإنزيمات

تقدير المناعة الإشعاعية للإنزيمات

التقديرات الحركية المزدوجة coupled kinetic assays

تقدير حركية النشاط التحفيزي

التقدير الكمي لنشاط الإنزيم

تقدير الإنزيمات

اختيار المستحضر

isocitrate dehydrogenase

(Phosphofructokinase (PFKase

(Aspartate transcarbamoylase (AT Case