I vores organisme forekommer der reaktioner, der er vigtige for livets opretholdelse. For eksempel omdannes næringsstofferne i de fødevarer, vi spiser, såsom proteiner, kulhydrater og fedtstoffer, til andre stoffer, som vi kan absorbere. Disse transformationer sker for hurtigt takket være tilstedeværelsen af enzymer.
På enzymer er proteinmolekyler med stor molær masse, der fungerer som biologiske katalysatorer, også kaldet biokatalysatorer, det vil sige, de kan fremskynde stofskiftet (kropsreaktioner).
For eksempel vil en slikkepind på et bord tage lang tid at nedbrydes i kontakt med kun iltet i luften. Men når vi spiser det, finder reaktionen mellem sukkeret i slikkepinden og kroppens ilt sted på få sekunder, fordi enzymerne virker på sukkermolekylerne og skaber strukturer, der reagerer lettere og fremskynder reaktion.
Enzymer er meget specifikke, hvilket betyder at hver fungerer som en biologisk katalysator for kun en reaktion. Dette skyldes, at enzymet har et aktivt center, der kombineres med den forbindelse, der vil gennemgå den enzymatiske virkning. Denne forbindelse kaldes
underlag. Det er som om enzymet var nøglen til en lås (substrat).I diagrammet nedenfor er dette eksemplificeret:
Læg mærke til det enzymet reagerer med substratet på en bestemt måde og skaber en mellemforbindelse, der let nedbrydes, hvilket giver anledning til produkterne. Endvidere regenereres enzymet og forbruges ikke i reaktionen, som det forekommer med alle katalysatorer.
Et eksempel på et enzym, der er til stede i maven, er pepsin. Hvis vi sætter et stykke kød i kontakt med pepsin, nedbrydes kødet hurtigt. Hvis vi i stedet for pepsin kun bruger saltsyre, som er hovedkomponenten i mavesaft, vil vi se, at kødet vil tage lang tid at nedbrydes. Derfor er tilstedeværelsen af dette enzym i vores krop afgørende for at nedbryde proteiner, som er substraterne for pepsin.
Et andet eksempel er transporten af kuldioxid i menneskekroppen. Inde i vores røde blodlegemer er der enzymet kulsyreanhydrase som omdanner kuldioxid til kulsyre omkring 5.000 gange hurtigere end uden dets tilstedeværelse!
En enzymatisk katalyse, som vi kan visualisere i hverdagen, er, når vi gør ondt, og vi anvender hydrogenperoxid over såret. I øjeblikket er der en intens brusning, som er nedbrydningen af hydrogenperoxid. Denne nedbrydning sker meget langsomt, men når vi sætter produktet i kontakt med blodet, kaldes et enzym katalase øger reaktionshastigheden.
Da katalase fra blodet ikke forbruges, fortsætter brusen, når vi tilføjer mere hydrogenperoxid til stedet.
En fordelagtig anvendelse af dette koncept foretages i laboratorietest for at skelne mellem to typer bakterier: stafylokokker og streptokokker. Kun stafylokokker indeholder katalase. Så i testen tilføjes hydrogenperoxid til prøven. Hvis det brister, er det stafylokokker, hvis det ikke gør det, er det streptokokker.
Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm