Enzymer: Hvordan de accelererer biokemiske reaktioner i levende organismer

Liv ville være umuligt uden enzymer. Enzymer er molekyler fundet i kroppen, der skynder kemiske reaktioner. Levende organismer indeholder alle slags kemikalier, der reagerer med andre kemikalier, bryder ned og frigiver energi. De fleste levende organismer udfører de fleste kemiske reaktioner, der er nødvendige for at opfylde flere kropsfunktioner, uden enzymer, men mere langsomt. Men for nogle afgørende metaboliske funktioner bevæger kemiske reaktioner sig for langsomt til at opretholde livet.

Enzym-egenskaber

Organiske enzymer er normalt proteiner, som er livets grundlæggende byggesten. De er designet til at skabe kemiske reaktioner i meget specifikke typer kemikalier. Desuden kan organismer udvikle og bruge forskellige enzymer over tid. I modsætning til kemikalier, der kan ændre sig efter en kemisk reaktion, forbliver enzymer de samme efter hver kemisk reaktion, hvilket øger deres nyttighed markant.

Enzymproduktion

Menneskelig kropp producerer enzymer i levende celler, der udgør kroppen. Celler kan producere en enorm rækkevidde af enzymer; op til 3.000. Cellen indeholder gener, som er instruktioner, der fortæller cellen at producere enzymer. Endda ét manglende enzym kan have en katastrofal effekt på cellen.

Protein og kofaktor

I deres mest simple former består enzymer af en proteinkæde og en eller flere kofaktorer. Kofaktorerne er ikke-proteinstoffer, der normalt er lavet af vitaminer. Dog kommer nogle uorganiske kofaktorer fra metalioner, som er opladede molekyler. Protein-delen kaldes apoenzymet. Apoenzymet har en inaktiv del kaldt proenzymet eller zymogenet, som indeholder flere ekstra aminosyrer. Aminosyrer er byggestenene for proteiner. Nogle gange er proteinet og kofaktoren løst bundet til hinanden og kommer kun sammen under den kemiske reaktion. Andre gange deler kofaktoren og proteinet et elektron, hvilket får dem til at danne en fast binding. Kofaktoren ændrer enten den geometriske form af proteinet eller spiller en direkte rolle i den kemiske reaktion.

Funktion

Enzymer bryder molekyler ned og sætter dem også sammen igen. Med anabolisme skaber enzymer nye celler, opretholder kroppsvæv og gemmer energi til senere. Med katabolisme bryder enzymer celler ned for at frigive energi.

Enzymer spiller også en stor rolle i stofskiftet, summen af alle processer, der sker inden i kroppen, der omdanner mad til energi. Fordøjelsessystemet har brug for enzymer til at bryde proteiner ned for at skabe aminosyrer, omdanne fedte til fedtsyrer og omdanne kulhydrater til simple sukker.

Klassificering

Når videnskabsmænd navngiver et enzym, tager de det molecyl, som enzymet virker på, og tilføjer en --ase til enden af molekylets navn. For eksempel kaldes det enzym, der katalyserer sukrose, for sukrase. Dette gør det muligt for videnskabsmænd let at navngive og identificere den store variation af enzymer.