Enzymy to cząsteczki białkowe, których podstawowym zadaniem jest przyspieszanie, spowalnianie lub wręcz uniemożliwianie zachodzenia rozmaitych reakcji chemicznych w układach biologicznych organizmu człowieka. Reakcje metaboliczne katalizowane przez enzymy przebiegają wielokroć razy szybciej, niż te same reakcje zachodzące bez ich udziału.
Enzymy – charakterystyka
Enzymy to makrocząsteczki biologiczne pełniące funkcję katalizatorów, czyli czynników chemicznych przyspieszających przebieg reakcji chemicznych. Podczas swojego działania wywierają pożądane efekty, jednak same nie ulegają zużyciu. Choć przeważnie enzymami są białka, zdarzają się np. cząsteczki RNA o takich funkcjach. Enzymy są cząsteczkami labilnymi, dlatego mogą łatwo tracić swą katalityczną aktywność. Zniszczenie struktury fragmentów cząsteczki odpowiedzialnych za aktywność enzymu powoduje spadek lub całkowitą utratę jego aktywności, czyli inaktywację. Cechami charakterystycznymi enzymów są:
- duża specyficzność;
- praktycznie brak reakcji ubocznych podczas reakcji katalizowanych przez nie;
- specyficzność enzymu wobec substratu;
- wysoka precyzja działania.
Jednym z najszybciej działających enzymów w organizmie każdego człowieka jest anhydraza węglanowa. Występuje ona m.in. w erytrocytach, gdzie katalizuje reakcję uwodnienia dwutlenku węgla. W konsekwencji tego działania powstaje jon wodorowęglanowy. Reakcja katalizowana przez anhydrazę węglanową przebiega w tempie 1 mln uwodnionych cząsteczek dwutlenku węgla w ciągu 1 sekundy. Dla porównania ta sama niekatalizowana reakcja zachodzi spontanicznie w tempie 1 uwodnionej cząsteczki dwutlenku węgla w ciągu 10 sekund.
Rodzaje enzymów
Podstawowy podział wyróżnia:
- enzymy metaboliczne – niezbędne dla wzrostu, utrzymania oraz napraw wszystkich tkanek i organów. Mają kluczowe znaczenie dla eliminacji mikroskopijnych produktów rozkładu i substancji odpadowych, chroniąc w ten sposób komórki organizmu przed zaśmieceniem;
- enzymy trawienne – rozkładają pożywienie na składniki odżywcze oraz substancje odpadowe i są dodatkowo odpowiedzialne za wchłanianie oraz przekazywanie składników odżywczych do tkanek i organów;
- enzymy pochodzące z pożywienia – jako jedyne nie powstają wewnątrz organizmu, dostarcza się je wraz z pokarmem. Między innymi wspierają rozkładanie pożywienia przez wytwarzane w organizmie enzymy trawienne.
Owoce takie jak ananas (bromelaina), kiwi (aktynidyna), papaja (papaina) zawierają enzymy proteolityczne, co sprawia, że galaretki po ich dodaniu nie tężeją. Żelatyna jest białkiem, która po rozpuszczeniu tworzy żel. Enzymy zawarte w wymienionych owocach wchodzą w reakcję ze składnikami galaretki, nie pozwalając jej zastygnąć.
Enzymy – wykorzystanie w przemyśle
Chociaż enzymy spełniają ważną rolę dla zdrowia każdego człowieka, powszechnie wykorzystuje się je w różnych dziedzinach przemysłu. Przykładowo grzybowe alfa-amylazy wykorzystuje się w przemyśle piekarniczym. Przyspieszają rozkład skrobi z mąki na krótsze cukry, które są potrzebne drożdżom piekarniczym. Efektem jest spulchnienie ciasta. Z kolei enzymy jęczmienne, niektóre amylazy i betaglukozydazy mają zastosowanie w browarnictwie, głównie do produkcji słodu.
Funkcje enzymów
Najbardziej poznanym działaniem enzymów jest uczestnictwo w trawieniu pokarmów. Trawienie rozpoczyna się już w jamie ustnej. W tym momencie zawarte w ślinie enzymy przeprowadzają proces rozkładania pożywienia, aż do momentu gdy wstępnie przetrawione dotrze do żołądka. W tym narządzie zadanie trawienia przejmują inne enzymy, prowadząc dalszy rozkład pożywienia i przygotowując jego poszczególne składniki do właściwego przyswojenia w końcowej fazie procesu trawienia w jelicie cienkim. Innymi słowy, bez enzymów trawiennych organizm nie byłby w stanie wydobyć w jedzenia cennych składników odżywczych, np. witamin czy minerałów. Można ich działanie przedstawić w skrócie:
- trypsyna, pepsyna, peptydazy – trawią białka;
- lipazy – trawią tłuszcze;
- amylaza, laktaza, sacharaza – trawi węglowodany;
- nukleazy – trawią kwasy nukleinowe.
Enzymy przyspieszają reakcje przez obniżenie bariery aktywacji. Połączenie substratu z enzymem stwarza nową drogę reakcji, w której energia stanu przejściowego jest niższa, niż w reakcji zachodzącej przy braku enzymów. Warto wiedzieć, że enzymy nie przesuwają stanu równowagi w reakcji, lecz jedynie przyspieszają jego osiągnięcie.
Polecane produkty:
|
Kolagen naturalny - skóra i stawy
Kolagen od bioalgi to naturalny, najwyższej jakości hydrolizat kolagenu. Jest to najważniejsze białko, które wpływa na jakość skóry. Jego odpowiednia ilość zapobiega powstawaniu zmarszczek, cellulitu, rozstępów, ... Zobacz więcej... |
|
Kwas hialuronowy tabletki
Kwas hialuronowy znajduje się w skórze, dzięki czemu czyni ją gładką, elastyczną i bez zmarszczek. Z wiekiem jego ilość jednak maleje i należy dostarczać go do organizmu, aby uzupełnić powstające braki … Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Polanowski A., Laboratorium z biochemii dla studentów biologii, biotechnologii i ochrony środowiska.
- Traczyk W., Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007.
- Bańkowski E., Biochemia. Podręcznik dla studentów uczelni medycznych, Wydawnictwo Urban&Partner, Wrocław 2020.
