Enzymen (Enzymen)

Enzymen, ook wel enzymen genoemd, zijn specifieke eiwitten die functioneren als biologische katalysatoren in organismen. Ze versnellen het verloop van verschillende chemische reacties, waardoor het lichaam effectief kan functioneren. Enzymen zijn in alle levende cellen aanwezig en katalyseren zonder uitzondering alle levensprocessen.

Functies van enzymen in het lichaam

Enzymen spelen een sleutelrol in veel belangrijke processen in het lichaam. Ze zijn betrokken bij de ademhaling en hartfunctie, celgroei en -deling, spiercontractie, vertering en opname van voedsel, synthese en afbraak van alle biologische stoffen, inclusief de enzymen zelf. Enzymen katalyseren reacties die plaatsvinden in cellen en organen en die de moleculaire basis vormen van het leven van het lichaam.

Specificiteit van enzymwerking

Een van de belangrijkste verschillen tussen enzymen en chemische katalysatoren is de hoge specificiteit van hun werking. Elk enzym werkt op een zeer specifieke stof of chemische binding van een bepaald type. Het enzym lactase breekt bijvoorbeeld alleen melksuiker – lactose – af om glucose en galactose te vormen, en amylase werkt alleen op polysachariden – glycogeen en zetmeel.

De hoge specificiteit van enzymen speelt een belangrijke biologische rol, omdat enzymen in het lichaam dankzij deze eigenschap consequent complexe stoffen afbreken tot eenvoudiger, die ofwel in de darmen worden opgenomen of uit het lichaam worden uitgescheiden. Voedseleiwitten worden bijvoorbeeld eerst afgebroken door proteolytische enzymen - pepsine, trypsine en chymotrypsine - in grote fragmenten van polypeptidenaard. Deze polypeptiden in de darm worden, onder invloed van peptidase-enzymen, afgebroken tot aminozuren, die in het bloed worden opgenomen en door de bloedbaan naar verschillende organen worden getransporteerd, waar ze worden gebruikt voor de synthese van eiwitten die specifiek zijn voor een bepaald organisme.

Geschiedenis van de ontdekking van enzymen

Het eerste enzympreparaat werd in 1814 verkregen door de academicus van de St. Petersburg Academie van Wetenschappen K. S. Kirchhoff. Dit extract uit gerstkiemen bevorderde de omzetting van zetmeel in suiker en werd het enzym diastase of amylase genoemd. Lange tijd was het niet mogelijk om enzymen in de vorm van individuele stoffen te isoleren, waardoor hun chemische aard onbekend was. In 1897 slaagde de Duitse biochemicus Eduard Büchner erin een enzym uit gist te isoleren dat het fermentatieproces kon katalyseren. Hij noemde het "zymaza" en toonde aan dat het buiten een levend organisme kan werken, dat wil zeggen dat er geen levende cellen voor nodig zijn om te werken. Deze ontdekking leidde tot het inzicht dat enzymen eiwitten zijn en dat ze chemische reacties buiten levende cellen kunnen katalyseren.

Sindsdien zijn er veel verschillende enzymen ontdekt en is hun chemische aard in detail bestudeerd. Tegenwoordig worden enzymen op grote schaal gebruikt in de biotechnologie en de industrie om voedsel, medicijnen en andere chemische verbindingen te produceren. Enzymen worden ook in de geneeskunde gebruikt voor de diagnose en behandeling van verschillende ziekten die verband houden met een verminderde werking van enzymen in het lichaam.