Enzymer: Hvordan de fungerer, og hvad de gør
Enzymer hjælper med at fremskynde kemiske reaktioner i menneskekroppen. De binder til molekyler og ændrer dem på bestemte måder. De er vigtige for åndedræt, fordøje mad, muskel- og nervefunktion blandt tusinder af andre roller.
I denne artikel vil vi forklare, hvad et enzym er, hvordan det fungerer, og give nogle almindelige eksempler på enzymer i menneskekroppen.
Det grundlæggende
Enzymer er bygget af proteiner foldet i komplicerede former; de er til stede i hele kroppen.
De kemiske reaktioner, der holder os i live - vores stofskifte - er afhængige af det arbejde, som enzymer udfører.
Enzymer fremskynder (katalyserer) kemiske reaktioner; i nogle tilfælde kan enzymer foretage en kemisk reaktion millioner af gange hurtigere, end den ville have været uden den.
Et substrat binder til det aktive sted i et enzym og omdannes til produkter. Når produkterne forlader det aktive sted, er enzymet klar til at fæstne til et nyt substrat og gentage processen.
Hvad gør enzymer?
Fordøjelsessystemet - enzymer hjælper kroppen med at nedbryde større komplekse molekyler i mindre molekyler, såsom glukose, så kroppen kan bruge dem som brændstof.
DNA-replikation - hver celle i din krop indeholder DNA. Hver gang en celle deler sig, skal DNA'et kopieres. Enzymer hjælper i denne proces ved at afvikle DNA-spolerne og kopiere informationen.
Leverenzymer - leveren nedbryder toksiner i kroppen. For at gøre dette bruger den en række enzymer.
Hvordan enzymer fungerer
"Lås og nøgle" -modellen blev først foreslået i 1894. I denne model er et enzyms aktive sted en bestemt form, og kun substratet passer ind i det, som en lås og nøgle.
Denne model er nu blevet opdateret og kaldes den induced-fit model.
I denne model ændrer det aktive sted form, når det interagerer med substratet. Når substratet er helt låst og i den nøjagtige position, kan katalysen begynde.
De perfekte forhold
Enzymer kan kun fungere under visse betingelser.De fleste enzymer i menneskekroppen fungerer bedst ved omkring 37 ° C - kropstemperatur. Ved lavere temperaturer fungerer de stadig, men meget langsommere.
Tilsvarende kan enzymer kun fungere i et bestemt pH-område (sur / alkalisk). Deres præference afhænger af, hvor de findes i kroppen. For eksempel fungerer enzymer i tarmene bedst ved 7,5 pH, hvorimod enzymer i maven fungerer bedst ved pH 2, fordi maven er meget surere.
Hvis temperaturen er for høj, eller hvis miljøet er for surt eller basisk, skifter enzymet form; dette ændrer formen på det aktive sted, så substrater ikke kan binde sig til det - enzymet er blevet denatureret.
Kofaktorer
Nogle enzymer kan ikke fungere, medmindre de har et specifikt ikke-proteinmolekyle knyttet til sig. Disse kaldes medfaktorer. For eksempel kan kulsyreanhydrase, et enzym, der hjælper med at opretholde kroppens pH, ikke fungere, medmindre det er bundet til en zinkion.
Hæmning
For at sikre, at kroppens systemer fungerer korrekt, skal enzymer undertiden bremses. For eksempel, hvis et enzym udgør for meget af et produkt, skal der være en måde at reducere eller stoppe produktionen på.
Enzymernes aktivitet kan hæmmes på en række måder:
Konkurrencedygtige hæmmere - et molekyle blokerer det aktive sted, så substratet er nødt til at konkurrere med hæmmeren for at binde sig til enzymet.
Ikke-konkurrerende hæmmere - et molekyle binder til et enzym et andet sted end det aktive sted og reducerer, hvor effektivt det fungerer.
Ikke-konkurrerende hæmmere - hæmmeren binder til enzymet og substratet, efter at de er bundet til hinanden. Produkterne forlader det aktive sted mindre let, og reaktionen sænkes.
Irreversible hæmmere - en irreversibel hæmmer binder til et enzym og inaktiverer det permanent.
Eksempler på specifikke enzymer
Der er tusindvis af enzymer i menneskekroppen, her er blot nogle få eksempler:
- Lipaser - en gruppe enzymer, der hjælper med at fordøje fedt i tarmen.
- Amylase - hjælper med at skifte stivelse til sukker. Amylase findes i spyt.
- Maltase - findes også i spyt; bryder sukkermaltosen i glukose. Maltose findes i fødevarer som kartofler, pasta og øl.
- Trypsin - findes i tyndtarmen, nedbryder proteiner i aminosyrer.
- Lactase - findes også i tyndtarmen, bryder lactose, sukker i mælk, i glucose og galactose.
- Acetylcholinesterase - nedbryder neurotransmitteren acetylcholin i nerver og muskler.
- Helicase - ophæver DNA.
- DNA-polymerase - syntetiserer DNA fra deoxyribonukleotider.
I en nøddeskal
Enzymer spiller en stor rolle i den daglige drift af menneskekroppen. Ved at binde til og ændre forbindelser er de afgørende for, at fordøjelsessystemet, nervesystemet, musklerne og meget, meget mere fungerer korrekt.
