Enzimi (Fermenti)

5.1. ENZIMI (FERMENTI)

• Katalizatori ubrzavaju hemijske procese.
• U ćelijama živih bića odigrava se veliki broj složenih hemijskih reakcija. One se dešavaju u određeno vreme i na tačno određenom mestu u ćeliji, u skoro neutralnim rastvorima i na umerenim temperaturama.
• Enzimi (fermenti) su proteini koji ubrzavaju (katalizuju) hemijske reakcije u ćelijama, smanjujući energiju aktivacije potrebnu za reakciju.
• Biohemijske reakcije su hemijske reakcije katalizovane enzimima.
• Endoenzimi deluju u ćelijama u kojima su nastali, dok egzoenzimi deluju van ćelija (npr. enzimi pankreasa u crijevnom kanalu).
• Energija aktivacije je minimalna energija potrebna za odigravanje hemijskog procesa. Enzimi omogućavaju da se hemijske reakcije odvijaju bez povećanja temperature.
• Enzime su veoma efikasni katalizatori i mogu ubrzati biohemijske reakcije u živim bićima do milion puta.
• Supstrat je supstanca na koju enzim deluje. Većina enzima dobija naziv po supstratu uz dodatak nastavka -aza (npr. saharaza deluje na saharozu, lipaza na lipide).

Djelovanje enzima

• Aktivni centar enzima prepoznaje supstrat i katalizuje biohemijsku reakciju. Oblik aktivnog centra je podešen prema supstratu.
• Supstrat ulazi u aktivni centar, vezuje se slabim kovalentnim vezama, formirajući kompleks enzim-supstrat. Supstrat se razlaže na proizvode, a enzim ostaje nepromijenjen.

Grada enzima

• Enzimi su proteini i mogu biti proste ili složene građe.
• Prosti enzimi izgrađeni su samo od proteina.
• Složeni enzimi (holoenzimi) sadrže proteinski deo (apoenzim) i neproteinsku komponentu.
• Kofaktori su neproteinska komponenta neophodna za aktivnost enzima.
• Metalni joni (gvožđe, bakar, cink…) mogu biti potrebni za aktivnost enzima.
• Organska jedinjenja takođe mogu biti kofaktori.
• Prostetična grupa je kofaktor koji se čvrsto vezuje za proteinski dio enzima.
• Koenzimi su kofaktori koji su vezani slabijim vezama za proteinski dio enzima, često su derivati vitamina.

Ključni pojmovi

• Katalizator: supstanca koja ubrzava hemijsku reakciju.
• Energija aktivacije: minimalna energija potrebna za početak hemijske reakcije.
• Supstrat: supstanca na koju enzim deluje.
• Aktivni centar: dio enzima koji se vezuje za supstrat.
• Kompleks enzim-supstrat: privremena kombinacija enzima i supstrata.
• Endoenzim: enzim koji deluje unutar ćelije.
• Egzoenzim: enzim koji deluje izvan ćelije.
• Apoenzim: proteinski deo holoenzima.
• Kofaktor: neproteinska komponenta enzima.
• Koenzim: organski kofaktor, često derivat vitamina.
• Holoenzim: kompletan, aktivan enzim (apoenzim + kofaktor).

Važnost enzima

• Enzimi omogućavaju odvijanje biohemijskih procesa u ćeliji i čitavom organizmu.
• Oni osiguravaju da se reakcije odvijaju dovoljno brzo da podrže život.
• Regulacijom aktivnosti enzima, ćelije mogu kontrolisati metabolizam.

Primjeri

• Saharaza: enzim koji razgrađuje saharozu.
• Lipaza: enzim koji razgrađuje lipide (masti).

Zaključak

Enzimi su esencijalni za život, jer katalizuju brojne biohemijske reakcije neophodne za funkcionisanje ćelija i organizama. Njihova specifičnost, efikasnost i regulacija su ključni za održavanje homeostaze i zdravlja.