Στον οργανισμό μας, εμφανίζονται αντιδράσεις ουσιαστικές για τη διατήρηση της ζωής. Για παράδειγμα, τα θρεπτικά συστατικά στα τρόφιμα που καταναλώνουμε, όπως πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λίπη, μετατρέπονται σε άλλες ουσίες που μπορούμε να απορροφήσουμε. Αυτοί οι μετασχηματισμοί συμβαίνουν πολύ γρήγορα χάρη στην παρουσία ενζύμων.
Στο ένζυμα είναι μόρια πρωτεΐνης με μεγάλη μοριακή μάζα που δρουν ως βιολογικοί καταλύτες, επίσης λέγεται βιοκαταλύτες, δηλαδή, μπορούν επιταχύνει το μεταβολισμό (σωματικές αντιδράσεις).
Για παράδειγμα, ένα γλειφιτζούρι σε ένα τραπέζι θα πάρει πολύ χρόνο για να αποσυντεθεί σε επαφή με μόνο το οξυγόνο στον αέρα. Αλλά όταν το καταναλώνουμε, η αντίδραση μεταξύ της ζάχαρης στο γλειφιτζούρι και του οξυγόνου του σώματος λαμβάνει χώρα σε λίγα δευτερόλεπτα, επειδή τα ένζυμα δρουν στα μόρια του σακχάρου δημιουργώντας δομές που αντιδρούν πιο εύκολα, επιταχύνοντας το αντίδραση.
Τα ένζυμα είναι ιδιαίτερα συγκεκριμένα, που σημαίνει ότι το καθένα δρα ως βιολογικός καταλύτης για μία μόνο αντίδραση.
Αυτό συμβαίνει επειδή το ένζυμο έχει ένα ενεργό κέντρο που συνδυάζεται με την ένωση που θα υποστεί την ενζυματική δράση. Αυτή η ένωση ονομάζεται υπόστρωμα. Είναι σαν το ένζυμο να είναι το κλειδί για ένα κλείδωμα (υπόστρωμα).Στο παρακάτω σχήμα, αυτό δίδεται ως παράδειγμα:
Σημειώσε ότι το ένζυμο αντιδρά με το υπόστρωμα με συγκεκριμένο τρόπο, δημιουργώντας μια ενδιάμεση ένωση που διασπάται εύκολα, προκαλώντας τα προϊόντα. Επιπλέον, το ένζυμο αναγεννάται και δεν καταναλώνεται στην αντίδραση, όπως συμβαίνει με όλους τους καταλύτες.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Ένα παράδειγμα ενζύμου που υπάρχει στο στομάχι είναι πεψίνη. Εάν βάλουμε ένα κομμάτι κρέατος σε επαφή με την πεψίνη, το κρέας θα διαλυθεί γρήγορα. Αν αντί για πεψίνη, χρησιμοποιούμε μόνο υδροχλωρικό οξύ, το οποίο είναι το κύριο συστατικό του γαστρικού χυμού, θα δούμε ότι το κρέας θα πάρει πολύ χρόνο για να αποσυντεθεί. Επομένως, η παρουσία αυτού του ενζύμου στο σώμα μας είναι απαραίτητη για τη διάσπαση των πρωτεϊνών, οι οποίες είναι τα υποστρώματα της πεψίνης.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι η μεταφορά διοξειδίου του άνθρακα στο ανθρώπινο σώμα. Μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια μας υπάρχει το ένζυμο ανθρακική ανυδράση που μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε ανθρακικό οξύ περίπου 5.000 φορές πιο γρήγορα από ό, τι χωρίς την παρουσία του!
Τώρα, μια ενζυματική κατάλυση που μπορούμε να απεικονίσουμε στην καθημερινή ζωή είναι όταν βλάπτουμε τον εαυτό μας και εφαρμόζουμε υπεροξείδιο του υδρογόνου πάνω στην πληγή. Προς το παρόν υπάρχει έντονος αναβρασμός, που είναι η αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου. Αυτή η αποσύνθεση συμβαίνει πολύ αργά, αλλά όταν βάζουμε το προϊόν σε επαφή με το αίμα, ονομάζεται ένα ένζυμο καταλάση αυξάνει την ταχύτητα αντίδρασης.
Επίσης, επειδή δεν καταναλώνεται καταλάση από το αίμα, ο αναβρασμός θα συνεχιστεί καθώς προσθέτουμε περισσότερο υπεροξείδιο του υδρογόνου στην περιοχή.
Μια ευεργετική χρήση αυτής της ιδέας γίνεται σε εργαστηριακές δοκιμές για τη διαφοροποίηση δύο τύπων βακτηρίων: σταφυλόκοκκων και στρεπτόκοκκων. Μόνο οι σταφυλόκοκκοι περιέχουν καταλάση. Έτσι, στη δοκιμή, το υπεροξείδιο του υδρογόνου προστίθεται στο δείγμα, εάν ψεκάζει, είναι σταφυλόκοκκοι, αν όχι, είναι στρεπτόκοκκοι.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Κατάλυση ενζύμου"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
