Enzymy to wyspecjalizowane białka, których organizm używa do przeprowadzania różnorodnych reakcji chemicznych. Bez enzymów reakcje te nie zachodziłyby wystarczająco szybko, aby utrzymać ludzkie życie. Trzy z wielu specyficznych zastosowań enzymów w organizmie obejmują trawienie pokarmu, kopiowanie informacji genetycznych w celu tworzenia nowych komórek i wytwarzanie energii.
Trawienie żywności
Żywność, którą jesz, musi zostać rozbita na składniki odżywcze, które zostaną wchłonięte i wykorzystane przez twoje ciało. Enzymy układu trawiennego należą do klasy enzymów zwanych hydrolazami. Enzymy te wywołują reakcję zwaną hydrolizą, która rozbija duże cząsteczki na mniejsze jednostki. Istnieje wiele różnych enzymów trawiennych, które rozkładają różne rodzaje składników żywności. Na przykład enzymy zwane pepsyną i trypsyną trawią białka dietetyczne. Inna hydrolaza zwana lipazą jest wydzielana przez twoją trzustkę i pomaga rozkładać tłuszcze dietetyczne. Enzym amylaza stymuluje trawienie skrobi pokarmowej.
Kopiowanie DNA
Twoje komórki zawierają materiał genetyczny zwany chromosomami, z których każdy zawiera szereg genów, które kodują twój indywidualny układ genetyczny. Ten materiał genetyczny ma postać cząsteczki zwanej kwasem dezoksyrybonukleinowym lub DNA. Kiedy komórki w twoim ciele dzielą się, każda nowo utworzona komórka musi zawierać dokładną kopię twojego DNA. Aby wykonać to kopiowanie lub replikację, twoje ciało polega na określonych enzymach. Na przykład enzymy zwane helikazami i gyrazami rozwijają ciasno zwinięte nici DNA, aby można je było skopiować. Enzymy polimerazy DNA uczestniczą w rzeczywistym procesie kopiowania. Enzymy ligazy DNA są zaangażowane w finalizację procesu kopiowania.
Produkcja energii
Twoje ciało musi wytwarzać energię, aby wykonywać wszystkie swoje funkcje. Chociaż cukier we krwi lub glukoza jest preferowanym paliwem do generowania energii, można również stosować białka i tłuszcze. Te złożone procesy - zwane wspólnie oddychaniem komórkowym - opierają się na enzymach i generują cząsteczki zwane trifosforanem adenozyny (ATP), które zasilają komórki. Na przykład wytwarzanie energii za pomocą glukozy nazywa się glikolizą. Każdy z 10 etapów glikolizy wymaga innego enzymu. Każda cząsteczka glukozy rozkładana przez glikolizę daje 2 cząsteczki ATP. Przykłady enzymów stosowanych w glikolizie obejmują heksokinazę, aldolazę, enolazę i kinazę pirogronianową. Inne enzymy biorą udział w wytwarzaniu ATP z białek i tłuszczów.
Enzymy i zdrowie człowieka
Wiele schorzeń wiąże się z problemami enzymatycznymi. Na przykład niedobór enzymu trawiennego laktazy, który rozkłada cukier mleczny, prowadzi do nietolerancji laktozy. Poważniejszy niedobór enzymów trawiennych może rozwinąć się przy zapaleniu trzustki lub zapaleniu trzustki. Ten stan jest często związany z utratą masy ciała i niedożywieniem z powodu zmniejszonej zdolności trawienia pokarmów spożywanych w diecie. Dziedziczne zaburzenia mogą również powodować wady enzymów, które mogą mieć katastrofalne konsekwencje. Na przykład dzieci urodzone z chorobą Tay-Sachsa mają nieprawidłowość genetyczną z enzymem zwanym beta-heksozaminidazą A. Upośledzona funkcja tego pojedynczego enzymu prowadzi do zniszczenia komórek nerwowych w mózgu i rdzeniu kręgowym. Dzieci urodzone z tym zaburzeniem zwykle umierają we wczesnym dzieciństwie.
Recenzja: Tina M. St. John, MD
