Enzimi u detalje – 1. dio
Svaki se enzim s vremenom potroši i nestane. Enzimi u stvari rade i međusobno komuniciraju, postaju kooperativni kada je to potrebno i održavaju ravnotežu svih tjelesnih sustava. Naučite činjenice o enzimima!
Enzimi i život
U bilo kojem trenutku života bilo kojeg živog bića, postoje milijuni enzima koji rade svoj posao kako bi životne funkcije poput disanja, čitanja i slušanja bile moguće. Do sada je u ljudskom tijelu identificirano preko tri tisuće enzima, a ostalo ih je još na milijune koje treba otkriti. Za njih samo znamo da se obnavljaju i da nas štite. Drugim riječima, održavaju nas na životu.
Enzimi su supstance na bazi proteina i nalaze se u svakoj stanici biljne i životinjske vrste. Bez njih, pivo ne bi fermentiralo, lišće ne bi promijenilo boju u jesen, a voće ne bi sazrelo. Oni su tvornica svake stanice (neka mi na ovome oproste mitohondriji) koja pokreće kemijske reakcije ili ih čini još bržima dok u isto vrijeme ostaje nepromijenjena. Svaka je civilizacija koristila enzime, svjesno ili nesvjesno i tako izrađivala vino, sir ili kruh. Enzimi od pamtivijeka pomažu ljudima u pripremi i čuvanju hrane.
Antički narodi su vjerovali kako je transformacija jednog oblika hrane u drugi, poput mlijeka u sir, magični proces koji uključuje inherentnu tajnu svih živih bića; odnosno jedan oblik vitalnosti. Alkemičari su pokušavali dokučiti ovu tajnu kako bi pretvorili željezo u zlato, ali znamo kako je završio njihov pokušaj. Danas koristimo „magiju“ fermentacije kako bismo stvorili kemijske reakcije inducirane bakterijama, kvascima i plijesni. Ovakve promjene omogućuju proizvodnju mnogih vrsta antibiotika, promjenu strukture materijala na ekonomski učinkovitiji način i naprednije tehnike prehrambene obrade.
Enzimi kontroliraju seriju kompleksnih kemijskih reakcija znanih kao metabolizam, što je kombinacija djelovanja anabolizma i katabolizma. Anabolizam je proces izgradnje (poput rasta novog tkiva) koji koristi manje složene supstance, kako bi stvorio kompleksnije i veće. Katabolizam je upravo suprotno od anabolizma i uključuje proces razbijanja složenijih supstanci na jednostavnije, poput probave. Enzimi kataliziraju kemijske procese i tako metabolizam čine mogućim. Međutim, njihova uloga ne obuhvaća samo rad metabolizma, oni također djeluju kao pojačivači hrane, odnosno otključavaju potencijalni nutritivni sadržaj hrane.
Naša proizvodnja enzima se može smanjiti u srednjim godinama života zbog mnogih bolesti, ozljeda, stresa, a ako tijelo ne može proizvesti dovoljno enzima, mora ih dobiti iz vanjskog izvora. To je nešto poput akvarija s pokvarenim filterom za vodu. Nekada je voda bila čista i filter je obavljao svoju ulogu, ali sada je došlo vrijeme za promijeniti vodu. Ako izgubimo samo jedan enzim, on će ih povući još gomilu za sobom tako da ćemo s vremenom morati uzimati hranu bogatu enzimima ili dodatke prehrani bogate istima.
Vrste enzima i njihove uloge
Enzimi su podijeljeni u šest grupa ovisno o tome što rade, koji im je supstrat i koje reakcije pokreću ili ubrzavaju.
Hidrolaze
Razlažu proteine, ugljikohidrate i masti za vrijeme probave dodajući molekule vode.
Izomeraze
Djeluju kao katalizatori za ponovno grupiranje kemijskih grupa s istom molekulom.
Ligaze
Upotrebom energetskog izvora, ova se grupa enzima ponaša kao katalizator koji pospješuje formiranje veza između dvije molekule supstrata.
Liaze
Dodavanjem ili oduzimanjem kemijskih grupa, ovi enzimi ubrzavaju formiranje dvostrukih veza između atoma.
Oksidoreduktaze
Omogućuju redukciju kisika.
Transferaze
Ova grupa enzima prenosi kemijske grupe s jedne molekule na drugu.
Većina enzima u tijelu (95%) je katabolička i pomaže tijelu u razlaganju tvari. Drugim riječima, razlažu kompleksne supstance u jednostavnije i upotrebljivije. Na primjer, probavni enzimi pomažu razložiti jelo na manje komponente poput aminokiselina, mono i disaharida, estera itd. jednostavnim trganjem veza između njihovih dijelova.
Svi enzimi su specifični po supstratima što znači da je potreban jedan enzim da razgradi protein u mesu, i još mnogo drugih koji će se baciti na razgradnju krumpira, brokule, sira, kečapa itd.
Zašto ovo djeluje…
Teorija ključa i brave
Zagovara teoriju da za svaki enzim postoji supstrat koji mu savršeno pristaje po svom obliku te ga na taj način otključava, odnosno pokreće.
Teorija omotača
U ovoj teoriji enzim postaje pokrivač koji mijenja svoj oblik kako bi omotao supstrat i s njime se povezao.
Mjesto gdje se enzim spaja sa supstratom se referira kao aktivna površina, koja od supstrata zahtjeva da se spoji s enzimom kako bi enzim mogao dalje obavljati svoj posao. Ovaj je proces mjera opreza kojom se enzimu osigurava prepoznavanje točno određene molekule, koja služi kao pravi supstrat.
Svi enzimi djeluju pod svojim jedinstvenim uvjetima i rade svojom jedinstvenom brzinom. Da bismo dobili ideju kako brzo enzimi djeluju (a djeluju jako brzo) uzet ćemo za primjer najsporiji poznati enzim, lizozim. Lizozim obavlja posao uništavača bakterija posjedujući prilikom toga 30 molekula supstrata po minuti, ili jedan supstrat svake dvije sekunde. Za usporedbu, karboanhidraza obrađuje 36 milijuna molekula supstrata u jednoj minuti. Prirodno, radna brzina svakog pojedinog enzima je uvjetovana njegovim okolišem, odnosno zdravljem pojedinca.
Enzimski faktori
Enzimi mogu obaviti svoj posao jedino u udruženju s malim molekulama poznatijia kao koenzimi i kofaktori. Kako bi enzim mogao obavljati svoju funkciju, kofaktori poput minerala cinka, magnezija, bakra i kalcija moraju biti prisutni. Neaktivni enzim (apoenzim) može postati aktivni enzim (holoenzim) kada se kombinira sa supstancom koenzima koja uključuje vitamine B i C. Koenzim ponekad može biti i kofaktor.
Jednako kao što postoje supstance koje ubrzavaju rad enzima, postoje i one koje usporavaju njihovu aktivnost. Neki inhibitori enzima sprječavaju supstrate od pristizanja na aktivno mjesto vezanja s enzimom. Drugi inhibitori su nekompetitivni i jednostavno ometaju konverziju supstrata od strane enzima. Velika većina lijekova (pa čak i aspirin) inhibiraju funkcionalnost naših enzima. Organska otapala poput metanola, mravlje kiseline, etilen glikola i drugih su također poznata kao inhibitori velikog broja enzima.
Svaki se enzim s vremenom potroši i nestane. Međutim, kada enzim počne pokazivati znakove istrošenosti, dolazi drugi enzim koji ga razloži i dalje transportira. Neki enzimi su živi samo nekih 20 minuta dok drugi mogu poživjeti i do nekoliko tjedana. Nakon što jedan enzim završi svoj životni ciklus, na njegovo mjesto dolazi novi potpuno istog tipa. Enzimi u stvari rade i međusobno komuniciraju, postaju kooperativni kada je to potrebno i održavaju ravnotežu svih tjelesnih sustava.
Premium
