السيتوكروم سي أوكسيداز: إنزيم التنفس الأهم

أحد أهم الإنزيمات التي تستفيد من خواص التعامل مع الأكسجين لدى المعادن الانتقالية هو (سيتوكروم سي أوكسيداز Cytochrome C Oxidase)، وهو العضو الأخير في المجمع التنفسي، والمسؤول عن التفاعل المحوري الأخير في الاستقلاب التأكسدي، والذي يتضمن إضافة الإلكترونات التي تسبح في المجمع التنفسي إلى ذرات الأكسجين والهيدروجين، ويأخذ هذا الإنزيم موضعه على جانبي الأغشية الشحمية ثنائية الطبقة في الميتوكوندريا -وهو العضي المسؤول عن إنتاج الطاقة-. يعلق فرايدن على أهمية هذا الإنزيم فيقول: "لو سُئل عالم كيمياء حيوية عن أكثر الإنزيمات أهمية لكل أشكال الحياة، فسيختار غالبًا السيتوكروم سي أوكسيداز، وهذا هو الإنزيم الموجود في كل الخلايا الهوائية، وهو الذي يقدم الأكسجين للآلية التأكسدية التي تنتج الطاقة، التي نحتاجها للنشاط الجسدي والتصنيع البيوكيميائي. قد يُعتبر هذا الإنزيم هو الحد الأقصى لتكامل وظيفة الحديد مع النحاس في الأنظمة الحيوية، فهنا يجتمع لدينا في جزيء واحد مهارات ربط الأكسجين لكل من أيونات الحديد والنحاس، فيخضع لتفاعل اختزال بالإلكترونات الممنوحة من السيتوكرومات الأخرى في سلسلة نقل إلكترون الهيدروجين، ليتم في النهاية تحويل الأكسجين المختزل إلى ماء". يوضح الشكل سريان الإلكترونات خلال الجزيء عبر (سلك من معدن انتقالي) يتألف من سلسلة من أيونات الحديد والنحاس المتتالية، التي توصل الإلكترونات حتى تبلغ المركز التحفيزي الأخير، الذي تقوم فيه الإلكترونات باختزال الأكسجين لتكوين الماء. العجيب أن السيتوكروم سي أوكسيداز يحتوي أيضًا على ذرتين من معدنين أخرين، هما الزنك Zn والمغنيزيوم Mg، رغم أن وظيفتهما تعتبر تركيبية بالأساس. يعتمد نشاط هذه الآلة الدقيقة المبهرة في المجمل على الخواص الفريدة لذرات أربع معادن: الحديد Fe، والنحاس Cu، والزنك Zn، والمغنيزيوم Mg. بالإضافة لهذه المعادن، فإن هذه الآلة تتكون بشكل أساسي مثل أي بروتين آخر من الهيدروجين H، والكربون C، والنيتروجين N، والأكسجين O، والكبريت S. بعبارة أخرى، هذه آلةٌ ذريةٌ تتكون من -وتعتمد على الخواص الكيميائية والفيزيائية الفريدة لـ- تسعة من العناصر الاثنين والتسعين الموجودة في الطبيعة. - د. مايكل دنتون، قدر الطبيعة للمزيد: https://braheen.com/publications/قدر-الطبيعة-قوانين-الحياة-تفصح-عن-وجود-الغاية-في-الكون — المصدر: منشور على صفحة «مركز براهين» في فيسبوك https://www.facebook.com/braheen.org/posts/pfbid02oMGPLbqMWbn8taZwVmBZ4HrmYXNJ8iUYwxbyJk4zRsGkSpdjzSuYhpWPDSCpK3gxl