Enzyme (Enzyme)

Enzyme, auch Enzyme genannt, sind spezifische Proteine, die in Organismen als biologische Katalysatoren fungieren. Sie beschleunigen den Ablauf verschiedener chemischer Reaktionen und ermöglichen so eine effektive Funktion des Körpers. Enzyme sind in allen lebenden Zellen vorhanden und katalysieren ausnahmslos alle Lebensprozesse.

Funktionen von Enzymen im Körper

Enzyme spielen bei vielen wichtigen Prozessen im Körper eine Schlüsselrolle. Sie sind an Atmung und Herzfunktion, Zellwachstum und -teilung, Muskelkontraktion, Verdauung und Aufnahme von Nahrungsmitteln, Synthese und Abbau aller biologischen Substanzen, einschließlich der Enzyme selbst, beteiligt. Enzyme katalysieren Reaktionen, die in Zellen und Organen ablaufen, die die molekulare Grundlage des Lebens im Körper bilden.

Spezifität der Enzymwirkung

Einer der Hauptunterschiede zwischen Enzymen und chemischen Katalysatoren ist die hohe Spezifität ihrer Wirkung. Jedes Enzym wirkt auf eine ganz bestimmte Substanz oder chemische Bindung einer bestimmten Art. Beispielsweise spaltet das Enzym Laktase nur Milchzucker – Laktose – zu Glucose und Galaktose auf, und Amylase wirkt nur auf Polysaccharide – Glykogen und Stärke.

Die hohe Spezifität von Enzymen spielt eine wichtige biologische Rolle, da Enzyme im Körper dank dieser Eigenschaft komplexe Stoffe konsequent in einfachere abbauen, die entweder im Darm aufgenommen oder aus dem Körper ausgeschieden werden. Beispielsweise werden Nahrungsproteine ​​zunächst durch proteolytische Enzyme – Pepsin, Trypsin und Chymotrypsin – in große Fragmente mit Polypeptidcharakter zerlegt. Diese Polypeptide werden im Darm unter der Wirkung von Peptidase-Enzymen in Aminosäuren zerlegt, die ins Blut aufgenommen und über den Blutkreislauf zu verschiedenen Organen transportiert werden, wo sie für die Synthese von Proteinen verwendet werden, die für einen bestimmten Organismus spezifisch sind.

Geschichte der Enzymentdeckung

Das erste Enzympräparat wurde 1814 vom Akademiker der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften K. S. Kirchhoff erhalten. Dieser Extrakt aus Gerstensprossen förderte die Umwandlung von Stärke in Zucker und wurde als Enzym Diastase oder Amylase bezeichnet. Lange Zeit war es nicht möglich, Enzyme in Form einzelner Substanzen zu isolieren, daher war ihre chemische Natur unbekannt. Im Jahr 1897 gelang es dem deutschen Biochemiker Eduard Büchner, aus Hefe ein Enzym zu isolieren, das den Fermentationsprozess katalysieren konnte. Er nannte es „Zymaza“ und zeigte, dass es außerhalb eines lebenden Organismus wirken kann, das heißt, dass es keine lebenden Zellen benötigt, um zu funktionieren. Diese Entdeckung führte zu dem Verständnis, dass Enzyme Proteine ​​sind und chemische Reaktionen außerhalb lebender Zellen katalysieren können.

Seitdem wurden viele verschiedene Enzyme entdeckt und ihre chemische Natur im Detail untersucht. Heutzutage werden Enzyme in der Biotechnologie und Industrie häufig zur Herstellung von Lebensmitteln, Arzneimitteln und anderen chemischen Verbindungen eingesetzt. Enzyme werden in der Medizin auch zur Diagnose und Behandlung verschiedener Erkrankungen eingesetzt, die mit einer Funktionsstörung von Enzymen im Körper einhergehen.