Ένζυμα (Ένζυμα)

Τα ένζυμα, γνωστά και ως ένζυμα, είναι συγκεκριμένες πρωτεΐνες που λειτουργούν ως βιολογικοί καταλύτες στους οργανισμούς. Επιταχύνουν την πορεία διαφόρων χημικών αντιδράσεων, γεγονός που επιτρέπει στον οργανισμό να λειτουργεί αποτελεσματικά. Τα ένζυμα υπάρχουν σε όλα τα ζωντανά κύτταρα και καταλύουν όλες τις διαδικασίες της ζωής χωρίς εξαίρεση.

Λειτουργίες των ενζύμων στο σώμα

Τα ένζυμα παίζουν βασικό ρόλο σε πολλές σημαντικές διεργασίες στο σώμα. Συμμετέχουν στην αναπνοή και στη λειτουργία της καρδιάς, στην ανάπτυξη και διαίρεση των κυττάρων, στη σύσπαση των μυών, στην πέψη και στην απορρόφηση της τροφής, στη σύνθεση και στη διάσπαση όλων των βιολογικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των ίδιων των ενζύμων. Τα ένζυμα καταλύουν αντιδράσεις που συμβαίνουν σε κύτταρα και όργανα, που αποτελούν τη μοριακή βάση της ζωής του σώματος.

Ειδικότητα ενζυμικής δράσης

Μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ των ενζύμων και των χημικών καταλυτών είναι η υψηλή ειδικότητα της δράσης τους. Κάθε ένζυμο δρα σε μια πολύ συγκεκριμένη ουσία ή χημικό δεσμό συγκεκριμένου τύπου. Για παράδειγμα, το ένζυμο λακτάση διασπά μόνο το σάκχαρο του γάλακτος - λακτόζη - για να σχηματίσει γλυκόζη και γαλακτόζη και η αμυλάση δρα μόνο στους πολυσακχαρίτες - γλυκογόνο και άμυλο.

Η υψηλή εξειδίκευση των ενζύμων παίζει σημαντικό βιολογικό ρόλο, αφού χάρη σε αυτή την ιδιότητα, τα ένζυμα στο σώμα διασπούν συνεχώς σύνθετες ουσίες σε απλούστερες, οι οποίες είτε απορροφώνται στα έντερα είτε αποβάλλονται από τον οργανισμό. Για παράδειγμα, οι πρωτεΐνες των τροφίμων διασπώνται πρώτα από πρωτεολυτικά ένζυμα - πεψίνη, θρυψίνη και χυμοθρυψίνη - σε μεγάλα θραύσματα πολυπεπτιδικής φύσης. Αυτά τα πολυπεπτίδια στο έντερο, υπό τη δράση των ενζύμων πεπτιδάσης, διασπώνται σε αμινοξέα, τα οποία απορροφώνται στο αίμα και μεταφέρονται από την κυκλοφορία του αίματος σε διάφορα όργανα, όπου χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση πρωτεϊνών ειδικών για έναν δεδομένο οργανισμό.

Ιστορία της ανακάλυψης ενζύμων

Το πρώτο παρασκεύασμα ενζύμου ελήφθη το 1814 από τον Ακαδημαϊκό της Ακαδημίας Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης K. S. Kirchhoff. Αυτό το εκχύλισμα από φύτρα κριθαριού προώθησε τη μετατροπή του αμύλου σε ζάχαρη και ονομαζόταν το ένζυμο διαστάση ή αμυλάση. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, δεν ήταν δυνατή η απομόνωση ενζύμων με τη μορφή μεμονωμένων ουσιών, επομένως η χημική τους φύση ήταν άγνωστη. Το 1897, ο Γερμανός βιοχημικός Eduard Büchner κατάφερε να απομονώσει ένα ένζυμο από τη ζύμη που θα μπορούσε να καταλύσει τη διαδικασία ζύμωσης. Το ονόμασε «ζυμάζα» και έδειξε ότι μπορεί να λειτουργήσει έξω από ζωντανό οργανισμό, δηλαδή δεν απαιτεί ζωντανά κύτταρα για να λειτουργήσει. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στην κατανόηση ότι τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες και ότι μπορούν να καταλύουν χημικές αντιδράσεις έξω από τα ζωντανά κύτταρα.

Έκτοτε, έχουν ανακαλυφθεί πολλά διαφορετικά ένζυμα και η χημική τους φύση έχει μελετηθεί λεπτομερώς. Σήμερα, τα ένζυμα χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιοτεχνολογία και τη βιομηχανία για την παραγωγή τροφίμων, φαρμάκων και άλλων χημικών ενώσεων. Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται επίσης στην ιατρική για τη διάγνωση και τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών που σχετίζονται με διαταραχή της λειτουργίας των ενζύμων στο σώμα.