Изследователите все още се стремят да разберат напълно структурните и функционални детайли на ензимите, но тези сложни органични молекули са от съществено значение за повечето биологични реакции. Ензимите катализират или ускоряват химичните реакции. Биологичните процеси, които поддържат организма, зависят от множество химични реакции и ензимите гарантират, че тези реакции се случват достатъчно бързо, за да поддържат живота. Много ензими от своя страна зависят от витаминни вещества, известни като коензими.
Активиращи реакции
За иницииране на всяка химична реакция е необходимо определено количество енергия, известно като енергия на активиране. Основната цел на ензимите е да улесняват реакциите, като намаляват тази енергия на активиране. Ензимите постигат това, като се свързват с реагентни молекули и им позволяват да взаимодействат по по-енергийно ефективен начин. Реагиращите молекули се свързват с ензимите на сложно структурирано място, известно като активно място, а молекулата, участваща в този процес на свързване, се нарича субстрат. Коензимите, някои от които са витамини, а някои от които се синтезират директно от витамини, активират ензимите, като помагат на ензима да се свърже със своя субстрат.
Ензимни асистенти
Коензимите активират ензимите предимно като подпомагат трансфера на специфични частици или съединения, участващи в химичната реакция. Например, някои коензими улесняват ензимните реакции, като пренасят електрони и водородни йони от един атом в друг, докато други участват в транспортирането на цели атоми или по-големи молекули. Обяснено по друг начин, ензимът може да не е напълно подходящ за предвидения субстрат, освен ако активният център не бъде модифициран чрез добавяне на коензим.
Витамините, от които се нуждаят ензимите
Терминът "витамин" се отнася до 13 органични съединения, които са от съществено значение за човешкото здраве. В повечето случаи витамините трябва да се доставят чрез диета, тъй като тялото не може да ги синтезира. Витамините попадат в две общи категории: водоразтворими и мастноразтворими. Водоразтворимите витамини се намират главно във воднисти или скорбялни храни като зърнени храни и зеленчуци, докато мастноразтворимите витамини се намират главно в мазни храни като масло, морски дарове и месо от органи. Само водоразтворимите витамини функционират като коензими.
Дефицит на коензим
Недостигът на витамини може да доведе до сериозни разстройства на здравето, тъй като важни биологични процеси се разрушават, когато липсата на коензими пречи на ензимите да катализират основни химични реакции. Две добре познати коензимни витамини са тиаминът и ниацинът. Тиаминовите съединения служат като коензими за различни реакции, включващи клетъчно производство на енергия, синтез на протеини и мозъчна функция. Недостигът на тиамин причинява разстройство, известно като авитаминоз, със симптоми като раздразнителност, слабост и дори сърдечна недостатъчност. Ниацинът е необходим за множество реакции, свързани с производството на енергия и синтеза на мастни киселини. Дефицитът причинява пелагра, което води до деменция, кожни проблеми, загуба на тегло и в крайна сметка смърт.