Enzymy

**Enzymy** – wyspecjalizowane **katalizatory** **białkowe** występujące w żywej materii, wielokrotnie przyspieszające **reakcje chemiczne** przebiegające w organizmach. Bez ich działania niemożliwe byłoby życie, ponieważ każda reakcja chemiczna w organizmie wymaga swoistego enzymu.

Nazwy enzymów pochodzą zazwyczaj od rodzaju reakcji, jaką katalizują. Nazwy z końcówką *-aza* są zawsze nazwami enzymów. Na przykład enzym katalizujący reakcję gliceryny z kwasami tłuszczowymi nazywa się lipazą.

## Mechanizm działania

Działanie enzymów polega na obniżeniu energii aktywacji wymaganej dla danej reakcji poprzez łączenie się z reagującymi **substratami** i zbliżeniu ich do siebie, co zwiększa szybkość reakcji. Dla takiego przyspieszającego działania zasadnicze znaczenie ma białkowa natura enzymów. Enzymy wpływają na szybkość reakcji, a nie na ich kierunek.

Podstawą działania enzymu jest kształt jego cząsteczki. Umożliwia on zbliżenie się do siebie substratów, tak aby mogła zajść reakcja chemiczna. Takie połączenie między reagującymi cząsteczkami następuje znacznie szybciej, niż stałoby się to podczas przypadkowych zderzeń. Po zakończeniu reakcji enzym pozostaje zupełnie nie zmieniony i może łączyć się z nowym zestawem związków wyjściowych. Ograniczony rejon powierzchni białka enzymu, biorący udział w reakcji, nazywa się **centrum aktywnym enzymu**. Jedynie centrum aktywne, nie zaś cała cząsteczka enzymu, musi zachować określoną konfigurację, aby enzym pozostał aktywny.

Niektóre enzymy do wydajnego funkcjonowania wymagają substancji wspomagającej, którą określa się mianem **koenzymu**. Często taką funkcję pełnią witaminy. Mogą to być także jony różnych metali.

Efektywność działania enzymów zmienia się w zależności od temperatury, pH i innych czynników środowiskowych. Zwykle temperatura powyżej 60°C powoduje denaturację enzymu i bezpowrotną utratę jego właściwości. Enzymy działają najlepiej przeważnie w określonym przedziale pH, tak więc nadmierne zakwaszenie lub alkalizacja środowiska może je unieczynnić lub spowodować denaturację.

#### Kompleks enzym–substrat

Enzym połączony z substratem nazywa się **kompleksem enzym–substrat**.

Proces tworzenia kompleksów enzym–substrat można porównać do otwierania zamka kluczem. Jedynie cząsteczki o określonym kształcie będą pasowały do danego białka enzymatycznego.

### **Enzymy u człowieka**

W przewodzie pokarmowym znajdują się **enzymy trawienne**, do których zaliczamy amylazę (trawiącą cukry), lipazę (trawiącą tłuszcze) i proteazy (trawiące białka). Jeszcze inne enzymy uczestniczą w przenoszeniu energii uzyskanej z rozkładu składników pokarmowych i nagromadzonej w ATP, a niezbędnej do syntezy różnych elementów ciała komórki.

Replikacja DNA w trakcie podziału komórki, produkcja hormonów i kontrola wszelkich procesów metabolicznych, także odbywa się przy udziale enzymów.

## Zastosowanie

Enzymy znajdują zastosowanie m.in. w medycynie (przy produkcji leków), w przemyśle chemicznym (np. w produkcji proszków do prania) i spożywczym (np. do produkcji serów podpuszczkowych).

Stosowane są one także do celów badawczych, na przykład w biologii molekularnej, ponieważ z łatwością mogą być pozyskiwane z bakterii lub pleśni. Znajdują również zastosowanie w inżynierii genetycznej, gdzie wykorzystuje się ich bardzo swoiste działanie chemiczne.

## Powiązane pojęcia

* białka;
* enzymy trawienne;
* katalizator;
* koenzymy;
* reakcja chemiczna;
* substrat.

## Źródła

#### Bibliografia:

* Małgorzata Jefimow, Marian Sęktas: *Puls życia 1. Podręcznik do biologii dla gimnazjum.* Wydawnictwo Nowa Era, wydanie piąte, Warszawa 2013 [ISBN 978-83-267-0674-5]
* *Słownik naukowo-techniczny Hutchinsona*. Wydawnictwo EM, wydanie I, Warszawa 1997 [ISBN 83-86396-40-7]