Enzymen: hoe ze werken en wat ze doen
Enzymen helpen bij het versnellen van chemische reacties in het menselijk lichaam. Ze binden zich aan moleculen en veranderen deze op specifieke manieren. Ze zijn essentieel voor de ademhaling, het verteren van voedsel, de spier- en zenuwfunctie, naast duizenden andere rollen.
In dit artikel leggen we uit wat een enzym is, hoe het werkt, en geven we enkele veelvoorkomende voorbeelden van enzymen in het menselijk lichaam.
De basis
Enzymen zijn opgebouwd uit eiwitten die in gecompliceerde vormen zijn gevouwen; ze zijn door het hele lichaam aanwezig.
De chemische reacties die ons in leven houden - ons metabolisme - zijn afhankelijk van het werk van enzymen.
Enzymen versnellen (katalyseren) chemische reacties; in sommige gevallen kunnen enzymen een chemische reactie miljoenen keren sneller laten verlopen dan zonder.
Een substraat bindt zich aan de actieve plaats van een enzym en wordt omgezet in producten. Zodra de producten de actieve site verlaten, is het enzym klaar om zich aan een nieuw substraat te hechten en het proces te herhalen.
Wat doen enzymen?
Het spijsverteringssysteem - enzymen helpen het lichaam grotere complexe moleculen af te breken tot kleinere moleculen, zoals glucose, zodat het lichaam ze als brandstof kan gebruiken.
DNA-replicatie - elke cel in uw lichaam bevat DNA. Elke keer dat een cel zich deelt, moet dat DNA worden gekopieerd. Enzymen helpen bij dit proces door de DNA-spoelen af te wikkelen en de informatie te kopiëren.
Leverenzymen - de lever breekt gifstoffen in het lichaam af. Om dit te doen, gebruikt het een reeks enzymen.
Hoe enzymen werken
Het "slot en sleutel" -model werd voor het eerst voorgesteld in 1894. In dit model heeft de actieve site van een enzym een specifieke vorm, en alleen het substraat past erin, zoals een slot en sleutel.
Dit model is nu bijgewerkt en wordt het induced-fit-model genoemd.
In dit model verandert de actieve site van vorm terwijl deze in wisselwerking staat met het substraat. Zodra het substraat volledig in en op de exacte positie is vergrendeld, kan de katalyse beginnen.
De perfecte voorwaarden
Enzymen kunnen alleen onder bepaalde omstandigheden werken.De meeste enzymen in het menselijk lichaam werken het beste bij ongeveer 37 ° C - lichaamstemperatuur. Bij lagere temperaturen werken ze nog steeds, maar veel langzamer.
Evenzo kunnen enzymen alleen functioneren in een bepaald pH-bereik (zuur / basisch). Hun voorkeur hangt af van waar ze in het lichaam worden aangetroffen. Enzymen in de darmen werken bijvoorbeeld het beste bij pH 7,5, terwijl enzymen in de maag het beste werken bij pH 2 omdat de maag veel zuurder is.
Als de temperatuur te hoog is of als de omgeving te zuur of alkalisch is, verandert het enzym van vorm; dit verandert de vorm van de actieve site, zodat substraten er niet aan kunnen binden - het enzym is gedenatureerd.
Cofactoren
Sommige enzymen kunnen niet functioneren tenzij er een specifiek niet-eiwitmolecuul aan vastzit. Dit worden cofactoren genoemd. Koolzuuranhydrase, een enzym dat helpt om de pH van het lichaam op peil te houden, kan bijvoorbeeld niet functioneren tenzij het is gehecht aan een zinkion.
Remming
Om ervoor te zorgen dat de systemen van het lichaam correct werken, moeten enzymen soms worden vertraagd. Als een enzym bijvoorbeeld te veel van een product maakt, moet er een manier zijn om de productie te verminderen of te stoppen.
De activiteit van enzymen kan op een aantal manieren worden geremd:
Competitieve remmers - een molecuul blokkeert de actieve site zodat het substraat moet concurreren met de remmer om zich aan het enzym te hechten.
Niet-competitieve remmers - een molecuul bindt zich aan een enzym ergens anders dan de actieve site en vermindert hoe effectief het werkt.
Niet-competitieve remmers - de remmer bindt zich aan het enzym en het substraat nadat ze aan elkaar zijn gebonden. De producten verlaten de actieve site minder gemakkelijk en de reactie wordt vertraagd.
Onomkeerbare remmers - een onomkeerbare remmer bindt zich aan een enzym en deactiveert het permanent.
Voorbeelden van specifieke enzymen
Er zijn duizenden enzymen in het menselijk lichaam, hier zijn slechts een paar voorbeelden:
- Lipasen - een groep enzymen die helpen bij het verteren van vetten in de darmen.
- Amylase - helpt zetmeel om te zetten in suikers. Amylase wordt aangetroffen in speeksel.
- Maltase - ook gevonden in speeksel; breekt de suikermaltose in glucose. Maltose wordt aangetroffen in voedingsmiddelen zoals aardappelen, pasta en bier.
- Trypsine - gevonden in de dunne darm, breekt eiwitten af in aminozuren.
- Lactase - ook gevonden in de dunne darm, breekt lactose, de suiker in melk, af in glucose en galactose.
- Acetylcholinesterase - breekt de neurotransmitter acetylcholine af in zenuwen en spieren.
- Helicase - ontrafelt DNA.
- DNA-polymerase - synthetiseer DNA uit deoxyribonucleotiden.
In een notendop
Enzymen spelen een grote rol in de dagelijkse gang van zaken in het menselijk lichaam. Door zich te binden aan verbindingen en deze te veranderen, zijn ze van vitaal belang voor de goede werking van het spijsverteringsstelsel, het zenuwstelsel, de spieren en nog veel, veel meer.
