Wat zijn Enzymen?

Ribbon diagram van de catalytische perfect enzyme: triose-phosphate isomerase (TIM).

Een enzym is een eiwit, dat een bepaalde reactie versnelt, een katalysator. Een enzym maakt een chemische reactie in of buiten een cel mogelijk of versnelt deze zonder daarbij zelf verbruikt te worden of van samenstelling te veranderen. Wel verbindt het enzym zich tijdens de reacties met het substraat, dat is datgene wat middels de stofwisseling of vertering een reactie aangaat. Dit gebeurt voor elk enzym op een eigen manier, doordat elk enzym reactiespecifiek is. Enzymen worden door het organisme (dieren, planten, insecten, schimmels) zelf gemaakt. Voor de opbouw ervan zijn bouwstenen nodig, in een aantal gevallen ook uit vitaminen. Bij de verdere behandeling van enzymen worden alleen voorbeelden van het menselijk lichaam gebruikt.

Na de reactie keert het enzym weer terug naar de oorspronkelijke toestand en kan direct weer een reactie versnellen. Een enzym "wacht" totdat de moleculen, waarmee het enzym aan de slag kan, bereikbaar zijn. Het enzym klemt zich dan op een plaats aan het substraat, veelal moleculen van voedingsmiddelen die ontbonden worden, waar dat past en waartoe hij dus geschikt is. Dat deel dat omklemd is, wordt losgemaakt van het grotere geheel, waarna ook het enzym weer vrij is en verder kan met het volgende molecuul(deel). Zo worden voedingsstoffen in kleine stukjes gebroken en verwerkt, de spijsvertering. Ketens van moleculen van diverse aard, kunnen zo in andere enkelvoudige moleculen worden omgezet.

Enzymen zijn vaak specifiek voor hun substraat, meestal bindt een enzym maar aan één substraat. Er zijn echter ook enzymen die een heleboel verschillende substraten kunnen omzetten. Hiervan komen er een paar voor in de lever, bijvoorbeeld CYP2D6, een enzym uit het cytochroom P450-enzymsysteem.

Reactiekinetiek

Model van Purine Nucleoside Phosphorylase (PNP)

De reactiesnelheid van een enzym is afhankelijk van de temperatuur, de zuurgraad (pH) en de concentratie van enzym en substraat, de stof waarmee het enzym reageert.

Temperatuur: De ruimtelijke structuur van eiwitten verandert met de temperatuur. Zo zijn de meeste enzymen inactief bij lage temperaturen. Boven 50° wordt de werking van het eiwit ook geblokkeerd door denaturatie. Ieder enzym heeft bij een bepaalde temperatuur (optimumtemperatuur) een maximale activiteit.

Zuurgraad: Ieder enzym werkt het best bij een bepaalde zuurgraad (pH).

Veel enzymen zijn sneller en efficiënter dan tot nu toe door de mens ontworpen katalysatoren. Enzymen worden mede daarom ook doelbewust ingezet in chemische processen, bijvoorbeeld in de voedselbereiding. Zonder enzymen zouden stofwisselingsprocessen zeer langzaam verlopen zodat gesteld kan worden dat enzymen het leven op gang houden.

Enzymen kunnen ook bestaan uit meerdere delen, bijvoorbeeld meerdere eiwitten. Daarnaast hebben ze vaak ook nog een co-enzym, een kleinere component zonder welke het enzym zijn functie niet kan vervullen. Dit kan bijvoorbeeld een metaal-ion zijn. Het co-enzym fungeert in een cel vaak als een soort van aan/uitschakelaar. Door de concentratie van het metaal-ion te variëren wordt de chemische reactie die het enzym faciliteert vertraagd of versneld.

Lees verder in een van de volgende categoriën:

- Indeling enzymen
- Klassificatie EC nummer
- Enzymremmers
- Allosterische regulatie
- co-enzymen
- Invloed op enzymen
- enzym tekort klachten
- enzym deficiëntie
- Waarom van een enzym tekort?
- Wie is in staat om het enzym -lactase- te maken (synthetiseren)?