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

2. ábra Az enzimek működéséhez optimális hőmérséklet szükséges

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

Enzim

Lehetséges betegségek az enzimek magas vérértékeire

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 piruvát+NADH+H

  glükóz+ATP glükóz-6 foszfát+ADP

  triglicerid+3H2O glicerol+ 3 zsírsavak

  szén-dioxid+ H2O szénsav

  3-foszfoglicerát 2- foszfoglicerát

  piruvát+HCO3+ATP oxálacetát+ ADP

2. táblázat Példák enzimcsoportok által katalizált reakciókra. NAD: nikotinamid-adenin-dinukleotid, ATP: adenozin trifoszfát, ADP: adenozin difoszfát, HCO3: bikarbonát.