Enzymy (Enzymy)

Enzymy, znane również jako enzymy, to specyficzne białka, które działają jako katalizatory biologiczne w organizmach. Przyspieszają przebieg różnych reakcji chemicznych, co pozwala organizmowi efektywnie funkcjonować. Enzymy są obecne we wszystkich żywych komórkach i katalizują wszystkie bez wyjątku procesy życiowe.

Funkcje enzymów w organizmie

Enzymy odgrywają kluczową rolę w wielu ważnych procesach zachodzących w organizmie. Biorą udział w oddychaniu i funkcjonowaniu serca, wzroście i podziale komórek, skurczu mięśni, trawieniu i wchłanianiu pokarmu, syntezie i rozpadzie wszystkich substancji biologicznych, w tym samych enzymów. Enzymy katalizują reakcje zachodzące w komórkach i narządach, które stanowią molekularną podstawę życia organizmu.

Specyfika działania enzymów

Jedną z głównych różnic pomiędzy enzymami a katalizatorami chemicznymi jest wysoka specyficzność ich działania. Każdy enzym działa na bardzo specyficzną substancję lub wiązanie chemiczne określonego typu. Na przykład enzym laktaza rozkłada tylko cukier mleczny – laktozę – na glukozę i galaktozę, a amylaza działa tylko na polisacharydy – glikogen i skrobię.

Wysoka specyficzność enzymów odgrywa ważną rolę biologiczną, ponieważ dzięki tej właściwości enzymy w organizmie konsekwentnie rozkładają substancje złożone na prostsze, które albo są wchłaniane w jelitach, albo wydalane z organizmu. Na przykład białka żywności są najpierw rozkładane przez enzymy proteolityczne - pepsynę, trypsynę i chymotrypsynę - na duże fragmenty o charakterze polipeptydowym. Polipeptydy te w jelicie pod wpływem enzymów peptydazowych rozkładają się na aminokwasy, które wchłaniane są do krwi i transportowane z krwią do różnych narządów, gdzie wykorzystywane są do syntezy białek specyficznych dla danego organizmu.

Historia odkrycia enzymów

Pierwszy preparat enzymatyczny uzyskał w 1814 roku akademik petersburskiej Akademii Nauk K. S. Kirchhoff. Ekstrakt z kiełków jęczmienia sprzyjał przemianie skrobi w cukier i został nazwany enzymem diastazą lub amylazą. Przez długi czas nie było możliwości wyodrębnienia enzymów w postaci pojedynczych substancji, dlatego nieznana była ich natura chemiczna. W 1897 roku niemiecki biochemik Eduard Büchner był w stanie wyizolować z drożdży enzym, który mógł katalizować proces fermentacji. Nazwał ją „zymazą” i pokazał, że może ona działać poza żywym organizmem, czyli nie wymaga do działania żywych komórek. Odkrycie to doprowadziło do zrozumienia, że ​​enzymy są białkami i mogą katalizować reakcje chemiczne poza żywymi komórkami.

Od tego czasu odkryto wiele różnych enzymów i szczegółowo zbadano ich charakter chemiczny. Obecnie enzymy są szeroko stosowane w biotechnologii i przemyśle do produkcji żywności, leków i innych związków chemicznych. Enzymy wykorzystuje się także w medycynie do diagnostyki i leczenia różnych chorób związanych z zaburzeniami funkcjonowania enzymów w organizmie.