آنزیمها پروتئینهای هستند که با وزن ملکولی زیاد که واکنش های بیولوژیکی را کاتالیست می کنند ولی با کاتالیزورهای معمولی تفاوت دارند چون در حرارت و PH محدودی عمل می کنند .
ما در این پروژه با آنزیم سلولاز ، بر روی پارچه پنبه ای تحقیق کرده ایم که سلولاز ها کاتالیست های پروتئینی کلوئیدی با وزن ملکولی بالا است که دستخوش تغییر شده و از موادی چون Triehoderma ، fasariumsolani ، Aspergillusniger و Trichodermavride و غیره تشکیل می گردد که سرعت تغییر پذیری بالایی دارد .
طبقه بندی سلولاز ها معمولا بر اساس محدوده PH حداکثر فعالیت آن ها ،صورت می گیرد . که به سه دسته تقسیم می شوند
1- پایدار در اسید
2- پایدار در محیط خنثی
3- پایدار در قلیا
سلولاز برای انجام عملیات نهایی بر روی لیف های سلولزی مورد استفاده است و قابلیت رنگ شدن لیف پنبه ای هیدرولیز شده با سایر الیاف تولید شده و هیدرولیز شده فرق دارد.
همچنین در مقالات علمی مطرح شد که نفوذ آنزیم در الیاف پنبه ای تا الیاف سلولز باز یافته راحتر است. لیف پنبه ای برای تهیه لباس بسیار مناسب است بنابراین مطالعه تأثیر سلولاز روی ساختمان مورفولوژی پنبه حائز اهمیت است .
فصل اول
کلیات آنزیم ها
1-1- آنزیمها
آنزیمها پروتئین هایی هستند با وزن مولکولی زیاد( در حدود100،000 ) که واکنشهای بیولوژیکی راکاتالیز می کنند، ولی با کاتالیزورهای معمولی تفاوت دارند چون در حرارت و PH محدودی عمل می کنند و اصطلاحاً به آنها بیوکاتالیزور گفته می شود. آنزیمها به علت ویژیگی فوق العاده کاتالیزی که دارند در زمره مهمترین مولکولهای حیاتی شناخته شده اند.
تا سال 1877 از نام آنزیم ( به معنی خمیر مایه) استفاده نمی شد ولی ازمدتها قبل از این تاریخ می دانستند که کاتالیزورهای بیولوژیکی در تخمیر قندها وتبدیل آنها به الکل نقش دارند واز این رو نام مایه را به آنها اطلاق می کردند.
اولین نظریه کلی راجع به کاتالیز شیمیایی توسط آنزیمها در سال 1835 به وسیله برزلیوس منتشر شد، که شامل مثالی بود از دیاستاز مالت که امروزه به عنوان یک آنزیم شناخته شده است و متذکر شد که هیدرولیز نشاسته تحت تأثیر این دیاستاز به طور مؤثری کاتالیز می شودتا بوسیله اسید سولفوریک .
در سال 1860 لوئی پاستور نظریه خود رادر مورد آنزیم اینطور عنوان کرد که آنزیمها جزئی از ساختمان سلولی ماده مخمر هستند تا این که در سال 1897 ادوارد بوخنر با جدا سازی آنزیمهای مسئول تخمیر الکلی از مخمر آن بزرگترین واقعه مهم در تاریخ تحقیقات آنزیم شناسی را انجام داد. زیرا او به روشنی نشان داد که آنزیم های که یک واکنش را کاتالیز می کنند مستقل از ساختمان سلولی عمل می کنند.
در سال 1926 برای اولین بار یک آنزیم به صورت خالص و متبلور به دست آمد این آنزیم اوره آز بود که توسط J.B samaner از عصاره نوعی باقلا جدا شده بود. سامنر ثابت کرد که بلورها پروتئینی اند ونتیجه گرفت که برخلاف نظریات دانشمندان آن زمان، آنزیمها از نوع پروتئین هستند.
در حال حاضر 2000نوع مختلف آنزیم شناخته شده واکثر آنها به صورت کاملاً خالص جدا شده اند ودر حدود 200 عدد از آنها به صورت متبلور به دست آمده اند.
اطلاعات زیادی در مورد عملکرد آنزیمها در دست نیست و بسیاری از چیزها درمورد آنها نا شناخته مانده است . علاوه بر این هنوز مشخص نشده که چگونه آنزیمها
می توانند واکنش شیمیایی را با چنین بازده – دقت و ویژگی ،کاتالیز نمایند[1].
1-2- نامگذاری آنزیمها
نامگذاری و طبقه بندی آنزیمها بر مبنای نام ماده ای که باید تجزیه گردد مشخص می شود ماده ای که توسط آنزیم تجزیه می گردد را سوبسترا می گویند.
برای تعیین نام آنزیمها پسوند آز (Ase) را به نام سوبسترا اضافه می کنند مثلاً آنزیم اوره آز هیدرولیز اوره را به آمونیاک وگاز کربنیک کاتالیز می کند.
آنزیم فسفاتاز که باعث هیدرولیز نمکهای فسفات می شود.
آنزیم پروتاز که باعث هیدرولیز پروتئین ها می شود.
آنزیم آمیلاز که باعث هیدرولیز نشاسته می شود.
1-3- اثر PH بر فعالیت آنزیم
اغلب آنزیمها در یک PH مشخص دارای فعالیت ماکزیمم می باشند ودر PH بالاتر و یا پایین تر از آن فعالیتشان کاهش می یابد . هرچند که نمودار فعالیت بر حسب تغییرات PH بسیاری ازآنزیمها زنگی شکل است ولی ممکن است بطور قابل ملاحظه‌ای با هم متفاوت باشند.
تاثیر PH بر فعالیت آنزیم برای هر آنزیم مشخص به رفتار اسیدی- بازی آنزیم و سوبسترا بستگی دارد و همچنین به بسیاری از عوامل دیگر که تجزیه و تحلیل آنها معمولاً مشکل است. در اکثر مطالعاتی که بر روی آنزیمها صورت می گیرد PH در PH مطلوب یا نزدیک به آن ثابت نگه داشته می شود[1].
1-4- اثر دما بر واکنشهای آنزیمی
همانطور که برای بسیاری از واکنشهای شیمیایی صدق می کند معمولاً سرعت واکنشهای کاتالیز شده به وسیله آنزیم با افزایش دما زیاد می شود واین افزایش در محدوده‌ای است که در آن آنزیم پایدار و دارای فعالیت کامل است.
هرچند غالباً به نظر می رسد که واکنشهای کاتالیز شده به وسیله آنزیم دارای یک دمای مطلوب باشند، لیکن وجود قله در اینگونه نمودارهای فعالیت کاتالیتیک برحسب دما، به این علت است که آنزیم ها به واسطه پروتئینی بودنشان با گرم شدن تغییر ماهیت می دهند و به محض اینکه دما از حدی فراتر رود غیر فعال می شوند.
بیشتر آنزیمها در دماهای بالای 55 تا60 درجه سانتی گراد غیرفعال می شوند، لیکن بعضی از آنها در دماهای بسیار بالاتر نیز پایدار و فعال باقی می مانند. به عنوان مثال می توان از آنزیمهای گونه های مختلف باکتریای گرمادوست که درچشمه های آب گرم زندگی می کنند نام برد، این آنزیمها حتی در دماهای بالای 85 درجه سانتی گراد نیز فعالند.