Enzymer: Hvordan de fungerer og hva de gjør
Enzymer hjelper til med å øke hastigheten på kjemiske reaksjoner i menneskekroppen. De binder seg til molekyler og endrer dem på bestemte måter. De er essensielle for åndedrett, fordøye mat, muskel- og nervefunksjon, blant tusenvis av andre roller.
I denne artikkelen vil vi forklare hva et enzym er, hvordan det fungerer, og gi noen vanlige eksempler på enzymer i menneskekroppen.
Det grunnleggende
Enzymer er bygd av proteiner brettet i kompliserte former; de er tilstede i hele kroppen.
De kjemiske reaksjonene som holder oss i live - stoffskiftet - er avhengige av arbeidet som enzymer utfører.
Enzymer fremskynder (katalyserer) kjemiske reaksjoner; i noen tilfeller kan enzymer gjøre en kjemisk reaksjon millioner ganger raskere enn den hadde vært uten den.
Et substrat binder seg til det aktive stedet for et enzym og omdannes til produkter. Når produktene forlater det aktive stedet, er enzymet klart til å feste seg til et nytt substrat og gjenta prosessen.
Hva gjør enzymer?
Fordøyelsessystemet - enzymer hjelper kroppen å bryte ned større komplekse molekyler i mindre molekyler, for eksempel glukose, slik at kroppen kan bruke dem som drivstoff.
DNA-replikasjon - hver celle i kroppen din inneholder DNA. Hver gang en celle deler seg, må DNA-en kopieres. Enzymer hjelper i denne prosessen ved å koble DNA-spolene og kopiere informasjonen.
Leverenzymer - leveren bryter ned giftstoffer i kroppen. For å gjøre dette bruker den en rekke enzymer.
Hvordan enzymer fungerer
"Lås og nøkkel" -modellen ble først foreslått i 1894. I denne modellen er et enzyms aktive sted en spesifikk form, og bare substratet vil passe inn i det, som en lås og nøkkel.
Denne modellen er nå oppdatert og kalles induced-fit model.
I denne modellen endrer det aktive stedet form når det samhandler med underlaget. Når substratet er helt låst og i nøyaktig posisjon, kan katalysen begynne.
De perfekte forholdene
Enzymer kan bare fungere under visse forhold.De fleste enzymer i menneskekroppen fungerer best ved rundt 37 ° C - kroppstemperatur. Ved lavere temperaturer vil de fortsatt fungere, men mye saktere.
Tilsvarende kan enzymer bare fungere i et bestemt pH-område (surt / alkalisk). Deres preferanse avhenger av hvor de finnes i kroppen. For eksempel fungerer enzymer i tarmene best ved 7,5 pH, mens enzymer i magen fungerer best ved pH 2 fordi magen er mye surere.
Hvis temperaturen er for høy eller hvis miljøet er for surt eller alkalisk, endrer enzymet form; dette endrer formen på det aktive stedet slik at substrater ikke kan binde seg til det - enzymet har blitt denaturert.
Kofaktorer
Noen enzymer kan ikke fungere med mindre de har et spesifikt ikke-proteinmolekyl knyttet til seg. Disse kalles kofaktorer. For eksempel kan karbonanhydrase, et enzym som hjelper til med å opprettholde kroppens pH, ikke fungere med mindre det er festet til et sinkion.
Inhibering
For å sikre at kroppens systemer fungerer riktig, må det noen ganger bremse enzymer. For eksempel, hvis et enzym lager for mye av et produkt, må det være en måte å redusere eller stoppe produksjonen på.
Enzymenes aktivitet kan hemmes på flere måter:
Konkurransedyktige hemmere - et molekyl blokkerer det aktive stedet slik at substratet må konkurrere med hemmeren for å feste seg til enzymet.
Ikke-konkurransedyktige hemmere - et molekyl binder seg til et enzym et annet sted enn det aktive stedet og reduserer hvor effektivt det fungerer.
Ikke-konkurransedyktige hemmere - hemmeren binder seg til enzymet og substratet etter at de har bundet seg til hverandre. Produktene forlater det aktive stedet mindre lett, og reaksjonen reduseres.
Irreversible inhibitorer - en irreversibel inhibitor binder seg til et enzym og inaktiverer det permanent.
Eksempler på spesifikke enzymer
Det er tusenvis av enzymer i kroppen, her er bare noen få eksempler:
- Lipaser - en gruppe enzymer som hjelper til med å fordøye fett i tarmen.
- Amylase - hjelper til med å endre stivelse til sukker. Amylase finnes i spytt.
- Maltase - finnes også i spytt; bryter sukkermaltosen til glukose. Maltose finnes i matvarer som poteter, pasta og øl.
- Trypsin - finnes i tynntarmen, bryter proteiner ned i aminosyrer.
- Laktase - finnes også i tynntarmen, bryter laktose, sukker i melk, i glukose og galaktose.
- Acetylkolinesterase - bryter ned nevrotransmitteren acetylkolin i nerver og muskler.
- Helicase - avvikler DNA.
- DNA-polymerase - syntetiserer DNA fra deoksyribonukleotider.
I et nøtteskall
Enzymer spiller en stor rolle i den daglige driften av menneskekroppen. Ved å binde seg til og endre forbindelser er de avgjørende for at fordøyelsessystemet, nervesystemet, musklene og mye, mye mer fungerer.
