Enzymer: Hur de fungerar och vad de gör
Enzymer hjälper till att påskynda kemiska reaktioner i människokroppen. De binder till molekyler och förändrar dem på specifika sätt. De är viktiga för andning, smälta mat, muskel- och nervfunktion, bland tusentals andra roller.
I den här artikeln kommer vi att förklara vad ett enzym är, hur det fungerar och ge några vanliga exempel på enzymer i människokroppen.
Det grundläggande
Enzymer är byggda av proteiner vikta i komplicerade former; de finns i hela kroppen.
De kemiska reaktionerna som håller oss vid liv - vår ämnesomsättning - är beroende av det arbete som enzymer utför.
Enzymer påskyndar (katalyserar) kemiska reaktioner; i vissa fall kan enzymer göra en kemisk reaktion miljontals gånger snabbare än den hade varit utan den.
Ett substrat binder till ett enzyms aktiva plats och omvandlas till produkter. När produkterna lämnar det aktiva stället är enzymet redo att fästa på ett nytt substrat och upprepa processen.
Vad gör enzymer?
Matsmältningssystemet - enzymer hjälper kroppen att bryta ner större komplexa molekyler i mindre molekyler, såsom glukos, så att kroppen kan använda dem som bränsle.
DNA-replikering - varje cell i din kropp innehåller DNA. Varje gång en cell delas måste det DNA kopieras. Enzymer hjälper till i denna process genom att lossa DNA-spolarna och kopiera informationen.
Leverenzymer - levern bryter ner gifter i kroppen. För att göra detta använder den en rad enzymer.
Hur enzymer fungerar
"Lås och nyckel" -modellen föreslogs först 1894. I den här modellen är ett enzyms aktiva plats en specifik form, och endast substratet passar in i det, som ett lås och nyckel.
Denna modell har nu uppdaterats och kallas induced-fit-modellen.
I den här modellen ändrar den aktiva platsen form när den interagerar med substratet. När substratet är helt låst och i exakt position kan katalysen börja.
De perfekta förhållandena
Enzymer kan bara fungera under vissa förhållanden.De flesta enzymer i människokroppen fungerar bäst vid cirka 37 ° C - kroppstemperatur. Vid lägre temperaturer fungerar de fortfarande men mycket långsammare.
På samma sätt kan enzymer bara fungera i ett visst pH-område (surt / alkaliskt). Deras preferenser beror på var de finns i kroppen. Exempelvis fungerar enzymer i tarmarna bäst vid 7,5 pH, medan enzymer i magen fungerar bäst vid pH 2 eftersom magen är mycket surare.
Om temperaturen är för hög eller om miljön är för sur eller alkalisk, ändras enzymet; detta förändrar formen på det aktiva stället så att substrat inte kan bindas till det - enzymet har blivit denaturerat.
Kofaktorer
Vissa enzymer kan inte fungera om de inte har en specifik icke-proteinmolekyl fäst vid sig. Dessa kallas kofaktorer. Till exempel kan kolsyraanhydras, ett enzym som hjälper till att upprätthålla kroppens pH, inte fungera om det inte är fäst vid en zinkjon.
Hämning
För att säkerställa att kroppens system fungerar korrekt måste enzymer ibland saktas ner. Till exempel, om ett enzym gör för mycket av en produkt, måste det finnas ett sätt att minska eller stoppa produktionen.
Enzyms aktivitet kan hämmas på ett antal sätt:
Konkurrerande hämmare - en molekyl blockerar det aktiva stället så att substratet måste konkurrera med hämmaren för att binda till enzymet.
Icke-konkurrerande hämmare - en molekyl binder till ett enzym någon annanstans än det aktiva stället och minskar hur effektivt det fungerar.
Hämmare utan konkurrens - hämmaren binder till enzymet och substratet efter att de har bundits till varandra. Produkterna lämnar det aktiva stället mindre lätt och reaktionen saktar ner.
Irreversibla hämmare - en irreversibel hämmare binder till ett enzym och inaktiverar det permanent.
Exempel på specifika enzymer
Det finns tusentals enzymer i människokroppen, här är några exempel:
- Lipaser - en grupp enzymer som hjälper till att smälta fetter i tarmen.
- Amylas - hjälper till att ändra stärkelse till socker. Amylas finns i saliv.
- Maltas - finns också i saliv; bryter sockermaltosen i glukos. Maltos finns i livsmedel som potatis, pasta och öl.
- Trypsin - finns i tunntarmen, bryter ner proteiner i aminosyror.
- Laktas - finns också i tunntarmen, bryter laktos, socker i mjölk, till glukos och galaktos.
- Acetylkolinesteras - bryter ner neurotransmittorn acetylkolin i nerver och muskler.
- Helicase - avviker DNA.
- DNA-polymeras - syntetiserar DNA från deoxiribonukleotider.
I ett nötskal
Enzymer spelar en stor roll i människokroppens dagliga drift. Genom att binda till och ändra föreningar är de viktiga för att matsmältningssystemet, nervsystemet, musklerna och mycket, mycket mer ska fungera korrekt.
