กลับไปสู่หน้าหลัก เกี่ยวกับผู้สอน แบบเรียน แบบทดสอบแต่ละบท ถาม-ตอบข้อข้องใจ อย่าลืมเข้ามาชมได้นะครับ

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 3

เอนไซม์

 

โคแฟคเตอร์

ไอโซเอนไซม์

กลไกในการทำงานของเอนไซม

การเสื่อมสภาพของเอนไซม์

ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์

 

                                                      เอนไซม์จะมีอยู่มากมายหลายชนิด และอยู่ในส่วนต่าง   ของเซลล์     เช่น  รวมอยู่กับ     ผนังเซลล์  เยื่อหุ้มเซลล์ ไรโบโซม และในไมโครบอดี้ส์ เป็นต้น  โดยที่เอนไซม์แต่ละชนิดจะมีที่อยู่ที่      แน่นอน     ไม่รวมกับเอนไซม์ชนิดอื่น ๆ เช่น  เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสงจะอยู่ภายใน   คลอโรพลาสต์        เอนไซม์ที่ใช้ในการหายใจจะอยู่ในไมโตคอนเดรีย  และเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์  DNA  และ  RNA   จะอยู่ในนิวเคลียส

                        เอนไซม์หลายชนิดจะมีชื่อตามสารเริ่มต้น (Substrate)          ลงท้ายด้วย  -ase เช่น ฟอสฟาเตส (Phosphatase) และอะมัยเลส (Amylase) เป็นต้น  แต่ก็มีเอนไซม์บางชนิดที่ชื่ออาจจะไม่เกี่ยวข้องกับสารเริ่มต้น เช่น คะตาเลส (Catalase)

                        เอนไซม์ จะทำหน้าที่ควบคุมขั้นตอนของปฏิกิริยาต่างๆ ทางเมตาบอลิสม์ ซึ่งผลิตภัณฑ์  (Product)  ที่ได้อาจจะเปลี่ยนไปทันทีโดยเอนไซม์อีกชนิดหนึ่งก็ได้      เอนไซม์ประกอบด้วยโปรตีนเป็นส่วนประกอบใหญ่ และอาจจะมีส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนรวมอยู่ด้วย ดังนั้นเอนไซม์จึงมีโครงสร้างย่อยเป็น กรดอะมิโน (Amino acid) หลายชนิดมาต่อกันเป็นลูกโซ่ยาวด้วยแขนที่เรียกว่าเพปไทด์ (Peptide bond)            ส่วนประกอบที่ไม่ใช่โปรตีนของเอนไซม์อาจจะเป็นกลุ่มพรอสธีติค (Prosthetic Group) โคเอนไซม์ (Co-enzyme) และวิตามิน (Vitamin) ซึ่งมักรวมเรียกว่า โคแฟคเตอร์ (Cofactors)

 

                        โคแฟคเตอร์

                                    เอนไซม์บางชนิด  จะเร่งปฏิกิริยาได้เมื่อมีโครงสร้างที่ไม่ใช่โปรตีนมาเกี่ยวข้อง  ซึ่งมักจะเรียกว่า โคแฟคเตอร์ ซึ่งอาจจะเป็นอิออนของโลหะ เช่น Mg+2   Fe+2  Cu+2   K+  Na+ หรือ โมเลกุลของสารอินทรีย์ ซึ่งเรียกว่า โคเอนไซม์  เช่น  NADP  FAD  FMN หรือ ATP โคแฟคเตอร์มักจะทนต่อความร้อนได้ ในขณะที่เอนไซม์จะหมดสภาพเมื่อได้รับความร้อน    ส่วนประกอบที่ประกอบด้วยโคแฟคเตอร์และเอนไซม์นี้รวมเรียกว่า โฮโลเอนไซม์ (Holoenzyme)  ซึ่งเมื่อกำจัดโคแฟคเตอร์ออกไปแล้วจะเหลือเฉพาะส่วนของโปรตีนที่ไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาได้ เรียกว่าอะโพเอนไซม์ (Apoenzyme)              ส่วน โคแฟคเตอร์     อาจจะเรียกว่า Prosthetic group  
                                   
เอนไซม์ที่มีโคแฟคเตอร์เป็นอิออนของโลหะนั้นอาจจะเรียกว่า เมทัลโลเอนไซม์ (Metalloenzymeเอนไซม์บางชนิดมีโคแฟคเตอร์เป็นวิตามินซึ่งมีความจำเป็นต่อเซลล์      โคเอนไซม์มักจะมีหน้าที่ในการเป็น intermediale carrier หรือเป็น functional group ของอะตอม  หรืออีเลคตรอน ในกรณีที่โคเอนไซม์ติดอยู่กับเอนไซม์แน่นมากจะเรียกว่ากลุ่มพรอสธีติค โดยจะเกาะอยู่กับเอนไซม์แบบแขนโควาเลนท์ (Covalent bond)

                                        เอนไซม์ที่ต้องการโคแฟคเตอร์เป็นอิออนของโลหะเช่นไซโตโครม ออกซิเดส (Cytochrome oxidase) ต้องการ Cu+2 ไพรูเวท ไคเนส (Pyruvate  Kinase) ต้องการ K+ และ Mg+2เป็นต้น

 

                        ไอโซเอนไซม์ (Isoenzymes)

                        ไอโซเอนไซม์  หรือไอโซไซม์  (Isozymes)   เป็นเอนไซม์ชนิดเดียวกัน มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากัน มีการเรียงตัวของกรดอะมิโนคล้ายคลึงกัน  แต่อาจจะแตกต่างกันเล็กน้อย  ซึ่งการที่มีการเรียงตัวของกรดอะมิโนต่างกันนี้ทำให้เมื่อแยกเอนไซม์โดยวิธีทาง อีเลคโตรโฟรีซิส (Electrophoresis) แล้วจะทำให้ไอโซไซม์แยกออกจากกัน การที่พืชมีไอโซเอนไซม์นี้ ทำให้เอนไซม์ชนิดนี้สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่ต่างกัน  ในเซลล์หนึ่งจะมีไอโซเอนไซม์หลายไอโซเอนไซม์

อีเลคโตรโฟรีซิส เป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกโปรตีน  ซึ่งเทคนิคนี้นำมาสู่การค้นพบเอนไซม์จำนวนมาก  อีเลคโตรโฟรีซิสสามารถแยกโปรตีนหรือโมเลกุลอื่นที่มีประจุในสนามไฟฟ้า  โดยใช้ส่วนผสมของเอนไซม์หลายชนิดไว้ในตัวกลางที่เฉื่อย  เช่น  Starch gel หรือ Column polyacrylamide gel หรือ Slab polyacrylamide gel  ในบัฟเฟอร์ที่ควบคุม  pH ได้       R group ของเอนไซม์จะเกิดการ แตกตัวเมื่อ pH  เปลี่ยนไป เช่น ที่ pH 7 เอนไซม์ที่มีกรดแอสพาติก และกรดกลูตามิค จะมีประจุรวมเป็นลบ เพราะคาร์บอกซิลแตกตัว ส่วนเอนไซม์ที่มีไลซีนและอาร์จีนีนมากจะมีประจุรวมเป็นบวก ที่ pH 7

                        เนื่องจากเอนไซม์แต่ละชนิดที่รวมกันอยู่จะมีประจุต่างกันที่  pH หนึ่ง      ถ้าความแตกต่างนี้มีมากพอ เอนไซม์จะถูกแยกออกจากกันเมื่อมีการผ่านกระแสไฟฟ้าจากขั้วลบจากปลายด้านหนึ่งของ  Gel ไปยังขั้วบวกซึ่งอยู่ที่อีกปลายหนึ่งของ Gel     เอนไซม์จะเคลื่อนที่ลงมาในระยะที่ต่างกันในสนามไฟฟ้าขึ้นอยู่กับประจุรวม เมื่อศึกษาการแยกเอนไซม์โดยวิธีนี้ มักจะพบว่ามีเอนไซม์ชนิดเดียวกันเคลื่อนที่ได้ในระยะทางที่ต่างกัน โดยที่เอนไซม์เหล่านี้เปลี่ยนสารเริ่มต้นตัวเดียวกัน ให้เป็นผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกันด้วยเอนไซม์เหล่านี้เรียกว่า ไอโซเอนไซม์

 

กลไกในการทำงานของเอนไซม์

                        ในการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีนั้น โมเลกุลที่จะเข้าสู่ปฏิกิริยาได้ ตามปกติจะต้องมี      พลังงานสูง  ซึ่งโมเลกุลเหล่านี้จะมีพลังงานสูงขึ้นได้  ในบางครั้งโดยการชนกันของโมเลกุล   นอกจากนั้นการเพิ่มอุณหภูมิให้กับสารเคมีจะทำให้จำนวนโมเลกุลที่มีพลังงานสูงเพิ่มขึ้นมาก จึงทำให้โมเลกุลเกิดการชนกันมากขึ้น ปฏิกิริยาจึงเกิดเร็วในการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีนั้นถ้าไม่มีอุณหภูมิสูงเข้ามา    เกี่ยวข้อง เอนไซม์จะช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาให้เร็วขึ้นได้

                        ในการเกิดปฏิกิริยาเคมีนั้น สารเริ่มต้นจะต้องเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งในการเปลี่ยนนี้จะต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งเรียกว่า Energy of Activation การเพิ่มอุณหภูมิจะเพิ่มจำนวนโมเลกุลที่มีพลังงานสูงขึ้น ทำให้โมเลกุลอยู่ในสภาพที่เรียกว่า Transition state ซึ่งเป็นสภาพที่ chemical bond ของโมเลกุลจะแตกออกเพื่อสร้างโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ขึ้นมา ทำให้เกิดปฏิกิริยาได้   ส่วนเอนไซม์จะลดความต้องการ Energy of Activation ลง ซึ่งก็คือเพิ่มจำนวนโมเลกุลที่จะทำปฏิกิริยาได้ให้มากขึ้น การที่เอนไซม์ทำให้  Energy of Activation  ลดลงได้นี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจเด่นชัดนัก  แต่พอจะทราบว่าเอนไซม์จะรวมตัวกับสารเริ่มต้นเกิดเป็น เอนไซม์-สารเริ่มต้น (Enzyme-Substrate Complex) ซึ่งการเกิดเอนไซม์-สารเริ่มต้น เกาะกันขึ้นมานี้ ทำให้แขนที่เกาะกันของสารเริ่มต้นหัก แล้วเกิดการจับกันใหม่เป็นผลิตภัณฑ์ได้เร็วกว่าการไม่ใช้เอนไซม์

                        อัตราเร่งปฏิกิริยาทางเคมีจะเพิ่มขึ้นได้สองทาง   ได้แก่   การเพิ่มอุณหภูมิ เนื่องจากอุณหภูมิเพิ่มพลังงานให้แก่โมเลกุลของสารเริ่มต้นปฏิกิริยาให้อยู่ใน transition state ปฏิกิริยาหลายปฏิกิริยามีอัตราเพิ่มขึ้นเป็นเท่าตัวเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10  องศาเซลเซียส  อีกทางหนึ่งในการเพิ่มอัตราเร่งของปฏิกิริยาได้แก่  การเติมตัวเร่งหรือคะตะไลซ์  (catalyst) ตัวเร่งนี้จะรวมตัวกับสารเริ่มต้นปฏิกิริยาให้อยู่ในสภาพ transition state ซึ่งต้องการพลังงานน้อยกว่าตอนที่ไม่มีตัวเร่ง    ดังนั้นตัวเร่งจะทำความต้องการพลังงานลดลง

 

                        ในการเกิด เอนไซม์-สารเริ่มต้น นี้มีสมมุติฐานอธิบายอยู่ 2 ความคิดด้วยกัน  คือ

                        1. สมมุติฐาน  แม่กุญแจและลูกกุญแจ (Lock and  Key)  อธิบายโดย Emil Fischer ในปี ค.. 1884 ว่า โครงสร้างการเกิด เอนไซม์-สารเริ่มต้นนี้  จะเป็นโครงสร้างที่ไม่ยืดหยุ่น   โดยที่    เอนไซม์โมเลกุลจะมีส่วนหนึ่งที่จะรวมกับสารเริ่มต้นได้            ทำให้สารเริ่มต้นเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งส่วนนั้นเรียกว่า Active Site และส่วนนี้เป็นส่วนที่ไม่ยืดหยุ่น และมีความเฉพาะเจาะจงต่อสารเริ่มต้น จึงเป็นการยากที่จะอธิบายถึงการเกิดปฏิกิริยาผันกลับ (Reversibility) เนื่องจากผลิตภัณฑ์จะไม่สามารถรวมกับ Active Site ของเอนไซม์ได้ เพราะโครงสร้างต่างจากสารเริ่มต้น

                        2.  สมมุติฐาน Induced-fit   อธิบายในปี ค.. 1973  โดย  D.F. Koshland  ว่า Active  Site  ของเอนไซม์สามารถถูกเหนี่ยวนำให้เปลี่ยนรูปร่างได้ เมื่ออยู่ใกล้กับสารเริ่มต้นหรือผลิตภัณฑ์   เพื่อจะได้รวมกับสารเริ่มต้นหรือผลิตภัณฑ์ก็ได้      นอกจากเอนไซม์จะเปลี่ยนรูปร่างแล้ว โครงสร้างของสารเริ่มต้นก็เปลี่ยนไปด้วย เพื่อจะได้พอดีกับ Active Site ของเอนไซม์

                        แม้ว่าจะมีจำนวน เอนไซม์-สารเริ่มต้น ที่ได้รับการศึกษาไม่มากนัก แต่ก็เป็นที่เข้าใจกันว่าแขนที่จะเกาะกันของเอนไซม์-สารเริ่มต้นนั้นอาจจะเป็น   โควาเลนท์ (Covalent)  ไอออนนิค (Ionic) ไฮโดรเจน (Hydrogen) หรือ แวน  เดอ  วัลส์ (Van der Waals) ก็ได้ แขนแบบโควาเลนท์และไอออนนิค  เป็นแขนที่สำคัญที่สุดสำหรับการเกิดปฏิกิริยา  แต่ถึงแม้ว่าแขนแบบโควาเลนท์ ซึ่งแข็งแรงจะเกิดขึ้นมา แต่ตามปกติก็จะหักอย่างรวดเร็วแล้วก็ให้ผลิตภัณฑ์ออกมา

 

การเสื่อมสภาพของเอนไซม์ (Denaturation)

                        เมื่อโครงสร้างของเอนไซม์เปลี่ยนไปจนสารเริ่มต้นรวมกับเอนไซม์ที่ Active Site   ไม่ได้ จะทำให้คุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์หมดไป    ซึ่งมีปัจจัยหลายอย่างทำให้เกิดการหมดสภาพของเอนไซม์       มีหลายกรณีที่เมื่อเอนไซม์เกิดการเสื่อมสภาพไปแล้ว ไม่สามารถจะกลับคืนมาสู่สภาพที่ทำงานได้อีก เช่น กรณีที่ได้รับอุณหภูมิสูงทั้งนี้เพราะอุณหภูมิสูงจะทำให้เกิดการสร้างแขนชนิด โควาเลนท์ระหว่างลูกโซ่ โพลีเพปไทด์ (Polypeptide  chain) หรือในลูกโซ่โพลีเพปไทด์เดียวกัน  และแขนเหล่านี้จะมีความคงตัวมากจนไม่สามารถทำให้แตกหักได้

                        ดังนั้น ในการสกัดเอนไซม์ออกจากพืช หรือการทำให้เอนไซม์บริสุทธิ์  จึงมักต้องทำใน ที่ ๆ มีอุณหภูมิต่ำ เพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของเอนไซม์จากความร้อน ทั้ง ๆ ที่ถ้าเอนไซม์อยู่ในเซลล์อาจจะทนต่ออุณหภูมิสูงระดับหนึ่งได้   แต่เมื่อสกัดออกจากเซลล์ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงจะลดลง ซึ่งยังไม่เข้าใจนักว่าเป็นเพราะเหตุใด  แต่คาดกันว่าอาจจะเป็นเพราะในระหว่างการสกัดเอนไซม์นั้นได้กำจัดสารป้องกันเอนไซม์ออกไปหรืออาจทำให้สารดังกล่าวเจือจางลง

                        ออกซิเจน     และสารที่เป็นสารออกซิไดซ์สามารถทำให้เอนไซม์หลายชนิดเสื่อมสภาพได้ โดยมักจะทำให้เกิดไดซัลไฟด์ บริดจ์ (Disulfide Bridges) ในลูกโซ่โพลีเพปไทด์ที่มี  -SH ของกรด   อะมิโน ซีสตีอีน  (Cysteine)  สารรีดิวซ์สามารถทำให้เอนไซม์เสื่อมสภาพได้ในเหตุผลตรงกันข้ามคือ   จะไปทำลายไดซัลไฟด์ บริดจ์  เกิดเป็น -SH  2 กลุ่ม นอกจากนั้นโลหะหนัก    เช่น Ag+  Hg+2 และ Pb+2  ก็สามารถทำให้เอนไซม์เสื่อมสภาพได้เช่นกัน

 

                        ในสภาพที่แห้ง  เอนไซม์จะมีความคงทนต่ออุณหภูมิสูงดีกว่าในสภาพที่มีน้ำมาก และด้วยเหตุนี้เมล็ดที่แห้งหรือสปอร์ของเชื้อราและแบคทีเรียที่แห้ง จึงต้านทานต่ออุณหภูมิสูง ดังนั้นในการฆ่าสปอร์ของเชื้อราและแบคทีเรีย  การใช้ความร้อนชื้นจากหม้อนึ่งอัดไอน้ำ จึงมีประสิทธิภาพดี       นอกจากนั้นในสภาพที่แห้งเมล็ดและสปอร์ที่แห้งยังทนต่ออุณหภูมิต่ำในระหว่างฤดูหนาวได้ดีเช่นกัน

 

ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์

                        1. ความเข้มข้นของเอนไซม์และสารเริ่มต้น  การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ จะต้องมีการรวมตัวกันของ เอนไซม์-สารเริ่มต้น อัตราเร็วของปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับจำนวนการชนกันของโมเลกุลทั้งสอง ถ้ามีสารเริ่มต้นพอเพียง  เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของเอนไซม์เป็นสองเท่าจะทำให้อัตราเร็วเพิ่มขึ้นไปเป็น 2 เท่าด้วย แต่เมื่อมีการเพิ่มปริมาณเอนไซม์ต่อไปเรื่อย   อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นแนวระนาบเพราะสารเริ่มต้นเริ่มหมดไป ทำให้เป็นตัวจำกัดการเกิดปฏิกิริยาได้ อัตราเร็วของการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับการชนกันของโมเลกุล ซึ่งจะชนกันมากขึ้นเมื่อปริมาณเอนไซม์หรือสารเริ่มต้นมากขึ้น

                        อัตราการเกิดปฏิกิริยาดังกล่าวข้างต้นนั้น  ถ้าให้เอนไซม์เป็นตัวคงที่และเพิ่มปริมาณสารเริ่มต้นขึ้นเรื่อยๆ นั้น  ปฏิกิริยาได้เป็น 3 ระยะ คือ

                        ระยะที่ 1    อัตราเร็วของปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนโดยตรงต่อความเข้มข้นของสารเริ่มต้น

ระยะที่ 2    อัตราเร็วของปฏิกิริยาเริ่มลดลงเนื่องจากปริมาณของเอนไซม์เริ่มเป็นตัว

                 จำกัด

ระยะที่ 3    อัตราเร็วถึงจุดอิ่มตัว

 

                      Km  หรือ   Michaelis-MentenConstant   คือค่าความเข้มข้นของสารเริ่มต้นที่ทำให้อัตราเร็วของปฏิกิริยาเป็นครึ่งหนึ่งของความเร็วสูงสุด      ค่า Km สามารถบ่งบอกถึงความเร็วในการรวมตัวของเอนไซม์และสารเริ่มต้น  เช่น ถ้าเปรียบเทียบสารเริ่มต้นสองชนิด ว่าชนิดใดจะรวมตัวกับเอนไซม์ได้ดีกว่านั้นสามารถดูจากค่า     1/ Km

 

                        ถ้าสารเริ่มต้นชนิดที่ 1 มีค่า     km   =    0.25 M

                        และสารเริ่มต้นชนิดที่ 2 มีค่า   km   =    0.4  M

                        พบว่าค่า    1/ Km  ของสารที่ 1 = 4 และ     1/ Km      ของสารที่ 2  =  2.5

                        แสดงว่า     สารเริ่มต้นชนิดที่ 1 จะรวมตัวกับเอนไซม์ได้ดีกว่าสารเริ่มต้นชนิดที่

 

                        ค่า Km ขึ้นอยู่กับชนิดของโคเอนไซม์ ความเป็นกรดด่างและอุณหภูมิ  ค่า Km ของเอนไซม์ที่พบในปัจจุบันอยู่ในช่วง 10-3 ถึง 10-7 M ถ้าเอนไซม์ชนิดเดียวกันสามารถทำปฏิกิริยาได้กับสารเริ่มต้น  2  ชนิด ค่า  Km  ของเอนไซม์จะต่างกันตามชนิดของสารเริ่มต้นด้วย การที่ค่า Km ต่ำแสดงให้เห็นว่าเอนไซม์-สารเริ่มต้น จะค่อนข้างอยู่ตัว  หรือนั่นคือถ้ามีสารเริ่มต้นสองชนิดที่คล้ายกันเอนไซม์จะเข้าทำปฏิกิริยากับสารเริ่มต้นซึ่งมีค่า Km ต่ำ

                        2. ความเป็นกรดด่าง (pH)        pH  ของสารละลายจะมีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ในหลายด้านตามปกติเอนไซม์แต่ละชนิดจะมี  pH  ที่เหมาะสมในการทำงาน ซึ่งการทำงานของเอนไซม์จะลดลงเมื่อ pH สูงหรือต่ำกว่า pH ที่เหมาะสม pH ที่เหมาะสมของเอนไซม์ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วง 6-8 การที่ pH สูงมากหรือต่ำมาก  จะทำให้เอนไซม์เสื่อมสภาพ

                        เนื่องจากเอนไซม์ประกอบด้วยกลุ่ม (อะมิโน) และ (คาร์บอกซิล) เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงประจุของไฮโดรเจนไอออนในสารละลาย  ทำให้มีการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

                        pH ลดลง   - NH2     กลายเป็น   - NH3+

                        pH เพิ่มขึ้น  - COOH    กลายเป็น   - COO-

                        pH อยู่ที่ isoelectric point

                                    - NH2        ยังคงเป็น   - NH2

                                    - COOH    ยังคงเป็น   - COOH

 

                        นอกจาก pH จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเอนไซม์แล้ว  pH  ยังมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาอีก 2 ทาง คือ

                                    2.1 กิจกรรมของเอนไซม์จะขึ้นอยู่กับการปรากฏของกลุ่มอะมิโน    และกลุ่ม  คาร์บอกซิล ซึ่งทั้ง 2 กลุ่มอาจจะมีประจุหรือไม่มีประจุก็ได้  แต่เอนไซม์จะทำงานได้ดีเพียงเมื่อกลุ่มทั้ง   2 มีประจุหรือไม่มีประจุแล้วแต่ชนิดของเอนไซม์  ถ้าเอนไซม์ทำงานได้ดีเมื่อกลุ่มอะมิโนไม่มีประจุ   pH ที่เหมาะสมต่อการทำงานของเอนไซม์ชนิดนี้มักจะสูง ในขณะที่ถ้าเอนไซม์ทำงานได้ดี เมื่อคาร์บอกซิลเป็นกลาง  pH ที่เหมาะสมจะต่ำ

                                    2.2 pH ควบคุมการแตกตัวของสารเริ่มต้น    ซึ่งมีหลายปฏิกิริยาต้องเกิดการแตกตัวของสารเริ่มต้นก่อน ปฏิกิริยาจึงจะดำเนินต่อไปได้

                        3. อุณหภูมิ  การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้พลังงานจลน์เพิ่มขึ้น  ซึ่งจะส่งผลให้ปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นด้วย  อัตราการเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาคำนวณได้จากค่า  Q10   หรือ Temperature Quotient     ค่า Q10 ของเอนไซม์มักจะมีค่ามากกว่า 1 ขึ้นไป

 

                                    Q10  =    อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ X + 10 C

                                                       อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ X C

 

                        4. ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น (Reaction product)  อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่มีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้น  สามารถวัดได้จากอัตราการหายไปของสารเริ่มต้นหรืออาจจะวัดจากการปรากฏขึ้นของผลิตภัณฑ์ หรือทำทั้ง 2 วิธีพร้อมกัน แต่ไม่ว่าจะวัดโดยวิธีใด  จะพบว่าอัตราเร็วของปฏิกิริยาจะช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป  อัตราเร็วของปฏิกิริยาที่เกิดช้าลงนี้  เป็นเพราะเกิดการเสื่อมสภาพของเอนไซม์  นอกจากนั้นยังเกิดเพราะมีการลดลงของสารเริ่มต้น และผลิตภัณฑ์เพิ่มมากขึ้น เมื่อความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์มากขึ้น จนถึงความเข้มข้นหนึ่ง  อาจจะทำให้เกิดปฏิกิริยาผันกลับ  (Reversibility)  โมเลกุลของ      ผลิตภัณฑ์จะรวมกับเอนไซม์แทนสารเริ่มต้นทำให้ปฏิกิริยาถูกจำกัดได้

                        5. สารระงับการทำงานของเอนไซม์ (Inhibitors) มีสารหลายชนิดที่สามารถระงับการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ได้  สารเหล่านี้อาจจะเป็นสารอนินทรีย์  เช่น   โลหะหนักต่าง ๆ หรืออาจจะเป็นสารอินทรีย์ เช่น  สารประกอบฟีโนลิค  (Phenolic) หรือโปรตีน แต่อย่างไรก็ตามสารเหล่านี้แบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ ๆ ได้ดังนี้

                                    5.1 Competitive Inhibitor  เป็นสารชะงักการทำงานของเอนไซม์ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกับสารเริ่มต้นมาก และเข้าแย่งทำปฏิกิริยากับเอนไซม์  ที่ Active  Site ของเอนไซม์  เมื่อเกิดการรวมกันเป็นเอนไซม์-สารชะงัก  (Emzyme-Inhibitor)   จะทำให้ปริมาณของเอนไซม์ลดลง   ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง  สารชะงักเหล่านี้อาจจะเปลี่ยนหรือไม่เปลี่ยนไปก็ได้    การเพิ่มปริมาณของสารเริ่มต้นให้มากขึ้นจะลดผลของ  Competitive  Inhibitor ได้  ตัวอย่างของ  Competitive Inhibitor คือ  การที่มาโลเนท  (malonate)  แย่งทำปฏิกิริยากับ   succinate dehydrogenase  ซึ่งเอนไซม์ชนิดนี้ปกติจะทำปฏิกิริยากับ succinate ได้  fumarate ซึ่งปรากฏในการหายใจ    ซึ่งเมื่อ malonate รวมกับเอนไซม์แล้วทำให้การหายใจเกิดไม่ได้

5.2 Non competitive Inhibitor   สารชะงักการทำงานของเอนไซม์ชนิดนี้จะเข้ารวมกับเอนไซม์แต่จะไม่รวมที่ Active Site สารพวกนี้มีลักษณะต่างจากสารเริ่มต้น  การเพิ่มปริมาณของสารเริ่มต้นจะไม่สามารถลบล้างผลของสารเหล่านี้ได้ โลหะที่เป็นพิษทั้งหลาย  และสารที่รวมหรือทำลาย  กลุ่มซัลฟ์ไฮดริล มักจะเป็นสารในกลุ่มนี้  เช่น การที่มีออกซิเจนมาก จะทำให้ -SH ถูกออกซิไดซ์ เกิดไดซัลไฟด์  บริดจ์ขึ้นมา  ซึ่งทำให้โครงสร้างของเอนไซม์เปลี่ยนไป  ทำให้ Active  Site  รวมกับสารเริ่มต้นไม่ได้  ส่วนโลหะ เช่น Hg+2 และ Ag+ จะเข้าแทนที่ไฮโดรเจนอะตอมของกลุ่มซัลฟ์ไฮดริล  เกิดเป็น เมอแคบไทด์ (Mercaptides) ซึ่งไม่ละลายน้ำ

                                    5.3  Uncompetitive  Inhibitor   สารชะงักการทำงานของเอนไซม์  ชนิดนี้ไม่รวมกับเอนไซม์อิสระ และไม่มีผลกระทบต่อปฏิกิริยาของเอนไซม์  และสารเริ่มต้น แต่จะเข้ารวมกับ เอนไซม์-สารเริ่มต้น ทำให้ไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาต่อไปได้ การชะงักการทำงานของเอนไซม์จะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสารเริ่มต้นมากขึ้น  สารชะงักชนิดนี้มักจะพบในปฏิกิริยาซึ่งมีสารเริ่มต้นสองชนิด