II.1. Enzimek
Minden élőlényre igaz, hogy bennük kémiai reakciók sokasága megy végbe nagy sebességgel, precízen szabályozott módon. Ezen precíz folyamatok katalízisét enzimek biztosítják. Az enzimek döntő többségében fehérjék, az általuk katalizált reakció lezajlásához kisebbaktiválási energiára (Ea) (1. ábra) és megfelelő körülményekre van szükség (hőmérséklet, pH) (2, 3. ábra).Minden egyes enzim egy optimális hőmérsékleten képes megfelelő működésre. Ezen a hőmérsékleten a "legaktívabb". Testőmérséklet emelkedés hatására a legtöbb enzim aktivitása növekszik. Izommunka következményeként megnövekvő testhőmérsékletet tehát növeli az enzimek aktivitását, ezáltal az ATP termelődését, amely hozzájárul, hogy több biológiailag hasznos energiát hasznosítson szervezetünk.
1. ábra: Az enzimek által katalizált reakciók lezajlásához kisebb aktiválási energiára van szükség

3. ábra Az enzimek működéséhez optimális pH szükséges

Az enzimek által katalizáltreakció lebonyolításában az enzimaktív centruma vesz részt, amely a molekula azon része, ahol a katalizált reakció végbemegy. Az aktív centrum térszerkezet olyan, hogy csak adott szerkezetű molekulák (szubsztrátok) képesek kapcsolódni, létrehozva ezzel az enzim-szubsztrát komplexet. Ebből világosan látszik, hogy egy adott enzim nagyon specifikus a szubsztrátjára nézve (4. ábra).
4. ábra Az enzimek által katalizált reakció lebonyolításában az enzim aktív centruma vesz részt
Enzimek osztályozása
Oxidoreduktázok
Az ide tartozó enzimek oxidációs-redukciós folyamatokat katalizálnak.
- dehidrogenázok
- oxidázok
- oxigenázok
- reduktázok
- peroxidázok
- hidroxilázok
Transzferázok
Funkcionális csoportokat visznek át egyik szubsztrátról a másikra.
- kinázok
- transzkarboxilázok
- transzaminázok
Hidrolázok
Víz segítségével hasítanak bizonyos kötéseket.
- észterázok
- foszfatázok
- peptidázok
Liázok
Valamilyen molekula adódik vagy vonódik el egy molekulától
- szintázok
- deaminázok
- dekarboxilázok
Izomerázok
Izomerációkat katalizálnak
- mutázok
- izomerázok
- epimerázok
Ligázok
Úgy kapcsolnak össze bizonyos molekulákat, hogy ehhez egyidejűleg foszfátkötés hasításából származó energia szükséges.
- szintetázok
- karboxilázok
Az alábbi táblázatban (1. táblázat) néhány enzim diagnosztikai jellemzői kerülnek részletezésre.
Példa az enzimek diagnosztikai
értékeire |
|
|
|
laktát-dehidrogenáz |
szívinfarktus |
kreatin kináz |
szívinfarktus, izomsorvadás |
alkalikus foszfatáz |
cardioma a csontban, a Paget-kór, elzáródásos sárgaság |
amiláz |
hasnyálmirigy-gyulladás, perforált gyomorfekély |
aldoláz |
izomsorvadás |
1. táblázat Enzimek diagnosztikai értékei
Az alábbi táblázatban (2. táblázat) bizonyos enzim csoportok által katalizált reakciók kerülnek részletezésre
Enzim csoportok |
Enzim |
Katalizált reakció |
oxidoreduktázok transzferázok hidrolázok lizázok izomerázok ligázok |
laktát dehidrogenáz hexokináz lipáz karboanhidráz foszfoglicerát mutáz piruvát karboxiláz |
laktát+NAD
glükóz+ATP
triglicerid+3H2O
szén-dioxid+ H2O
3-foszfoglicerát
piruvát+HCO3+ATP |
2. táblázat Példák enzimcsoportok által katalizált reakciókra. NAD: nikotinamid-adenin-dinukleotid, ATP: adenozin trifoszfát, ADP: adenozin difoszfát, HCO3: bikarbonát.