إنزيم منظم

 إنزيم تنظيمي أو منظم هو إنزيم فيمسار كيميائي حيوي، والذي  ينظم نشاط المسار من خلال إستجابته على وجود بعض الجزيئات الحيوية الأخرى. وعادة ما يتم ذلك للمسارات التي قد تكون هناك حاجة لمنتجاتها بكميات مختلفة في أوقات مختلفة، مثل إنتاج هرمون معين . الإنزيمات التنظيمية موجودة في تركيزات عالية (Vmax منخفضة )  بحيث يمكن زيادة نشاطها أو تناقصه مع التغيرات في تركيزات المادة الهدف.
الانزيمات التي تحفز التفاعلات الكيميائية مرارا وتكرارا تسمى الانزيمات التنظيمية.

نظرة عامة

بشكل عام، فإن البروتين ذات بنية القطعي الزائد  في الظروف  البيئة أو الوسط المحدد و المناسب تكون نشطة و على الإستعداد للقيام بمهمتها،  ولكن هناك بعض المثبطات، و هي المسؤولة عن تنظيم بعض مسارات التمثيل الغذائي. الإنزيمات التنظيمية هي عادة الإنزيم الأول في نظام متعدد الأنزيمات: المادة الناتجة من التفاعل المحفز بواسطة الإنزيم الأول هي المادة الهدف و المحفزه للإنزيم الثاني، وبالتالي فإن الخلية يمكنها التحكم في كمية المنتج الناتج عن طريق تنظيم نشاط الإنزيم الأول للمسار.
هناك العديد من استراتيجيات تفعيل وتعطيل الإنزيمات التنظيمية. الإنزيمات التنظيمية تتطلب عملية تنشيط إضافية وتحتاج المرور ببعض التعديلات في أبعادها الثلاثية من أجل أن تصبح فعالة، على سبيل المثال، تحفيز الإنزيمات (الإنزيمات التنظيمية). وهناك حاجة إلى تنظيم تفعيل هذه الإنزيمات المحفزة من أجل تنظيم سرعة التفاعل بأكمله، بحيث يمكن الحصول على كمية المنتج المطلوب في أي وقت، مما يجعل الإنزيمات التنظيمية لها أهمية بيولوجية. لذلك، فإن هناك نوعين من الإنزيمات التنظيمية بناءا على طريقة التحكم في التنشيط وهم: الإنزيمات التفارغية و الإنزيمات المعدلة تساهميا. و لكن ، فإنه يمكن لإنزيم ان يجمع بين كلا النوعين من التنظيم.

ردود الفعل المثبطة

في بعض الأنظمة  لمتعدد الإنزيمات: يتم تثبيط الإنزيم عن طريق الماده الناتجة عن التفاعل وذلك عند إرتفاع تركيز الناتج النهائي للتفاعل عن التركيز اللازم لحاجة الخلية. لذا, فإنه يمكن التحكم في سرعة التفاعل عن طريق كمية الماده الناتجة و التي تحتاجها الخلية. و بالتالي كلما قل إحتياج الخلية للمادة الناتجة من التفاعل، كلما بطأت سرعه التفاعل.
ردود الفعل المثبطة هي واحدة من أهم الوظائف للبروتينات. بسبب ردود الفعل المثبطة, فإن الخلية قادرة على معرفة ما إذا كانت كمية المادة المنتجة كافية لعيشها أو هناك نقص في المادة المنتجة (أو هناك الكثير من المادة المنتجة). الخلية قادرة على الرد على هذا النوع من الأوضاع  بطريقة ميكانيكية و حل مشكلة كمية المادة المنتجة. مثال على ردود الفعل المثبطة في الخلايا البشرية هو البروتين أكونتيز (aconitase ) و هو عبارة عن إنزيم لتحفيز عملية التشاكل  (isomeration) لتحويل السيترات إلى الإيزوسيترات)، عملية التشاكل هي تحويل المركب إلى مركب اخر له نفس التركيب و لكن يختلف في الخواص. فإنه عندما تحتاج الخلية إلى الحديد، يفقد إنزيم أكونتيز جزيء الحديد و بالتالي يتغير شكله. عندما يحدث هذا،  يتم تحويل ال أكونتيز إلى IRPF1 ،  و هو عباره عن مثبط للترجمه أو يساعد على إستقرار mRNA ,و الذي بدوره يثبط تكوين البروتينات-ملزمة الحديد  و يفضل تكوين البروتينات التي تتمكن من الحصول على الحديد من الخلايا المتحفظة عليه 

الانزيمات المعدلة تساهميا

هنا، يتم تغيير الشكل النشط وغير النشط للإنزيم بسبب التعديلات التساهمية لهياكلها التي تحفز عن طريق إنزيمات اخرى. هذا النوع من التنظيم يتكون من إضافة أو التخلص من بعض الجزيئات التي يمكن أن ترتبط ب الإنزيم. أهم المجموعات التي تعمل كمعدلات هي فوسفات، ميثيل، أوريدين، أدينين وأدينوسين ثنائي فوسفات ريبوسيل. هذه المجموعات تنضم أو تزال من البروتين عن طريق إنزيمات اخرى. و تعتبر أبرز التعديلات التساهمية هي  الفسفرة. و من الأحماض الأمينية  الشائعة التي تشارك في التعديلات التساهمية وتستخدم للسيطرة على الأنشطة التحفيزية للإنزيم هي: سيرين ، التربتوفان والتيروزين. و يعتير إنزيمات الكايناز و الفسفاتازات من الإنزيمات المعروفة التي تؤثر على هذه التعديلات ، مما ينتج عنه تغيرات متعلقة بحالة الشكل التكويني للإنزيم و تؤثر على مدى انجذابه للمادة الهدف (substrate).