Forskere søger stadig at forstå de strukturelle og funktionelle detaljer i enzymer, men disse komplekse organiske molekyler er vigtige for de fleste biologiske reaktioner. Enzymer katalyserer eller fremskynder kemiske reaktioner. De biologiske processer, der opretholder en organisme, afhænger af adskillige kemiske reaktioner, og enzymer sikrer, at disse reaktioner opstår hurtigt nok til at opretholde livet. Mange enzymer er til gengæld afhængige af vitaminafledte stoffer kendt som coenzymer.
Aktivering af reaktioner
En vis mængde energi, kendt som aktiveringsenergi, er nødvendig for at igangsætte enhver kemisk reaktion. Det grundlæggende formål med enzymer er at lette reaktioner ved at sænke denne aktiveringsenergi. Enzymer opnår dette ved at binde til reaktantmolekyler og lade dem interagere på en mere energieffektiv måde. Reaktantmolekyler binder til enzymer på et indviklet struktureret sted kendt som et aktivt sted, og molekylet involveret i denne bindingsproces kaldes substratet. Koenzymer, hvoraf nogle er vitaminer og andre syntetiseres direkte fra vitaminer, aktiverer enzymer ved at hjælpe enzymet med at binde til dets substrat.
Enzymassistenter
Koenzymer aktiverer enzymer primært ved at hjælpe med overførslen af specifikke partikler eller forbindelser involveret i den kemiske reaktion. For eksempel letter nogle coenzymer enzymatiske reaktioner ved at bære elektroner og hydrogenioner fra et atom til et andet, mens andre er involveret i transport af hele atomer eller større molekyler. Forklaret på en anden måde, et enzym passer muligvis ikke perfekt til det tilsigtede substrat, medmindre det aktive sted modificeres ved tilsætning af et coenzym.
De vitaminer, som enzymer har brug for
Udtrykket "vitamin" henviser til 13 organiske forbindelser, der er essentielle for menneskers sundhed. I de fleste tilfælde skal vitaminer leveres gennem kosten, fordi kroppen ikke kan syntetisere dem. Vitaminer falder i to generelle kategorier: vandopløselige og fedtopløselige. Vandopløselige vitaminer findes hovedsageligt i vandige eller stivelsesholdige fødevarer såsom korn og grøntsager, mens fedtopløselige vitaminer hovedsageligt findes i fede fødevarer såsom smør, fisk og skaldyr og organkød. Kun vandopløselige vitaminer fungerer som koenzymer.
Koenzymmangel
Vitaminmangler kan føre til alvorlige sundhedsforstyrrelser, fordi vigtige biologiske processer nedbrydes, når mangel på co-enzymer forhindrer enzymer i at katalysere væsentlige kemiske reaktioner. To kendte coenzym-vitaminer er thiamin og niacin. Thiaminforbindelser tjener som co-enzymer til en række reaktioner, der involverer cellulær energiproduktion, proteinsyntese og hjernefunktion. Thiaminmangel forårsager en lidelse kendt som beriberi med symptomer som irritabilitet, svaghed og endda hjertesvigt. Niacin er nødvendig til adskillige reaktioner relateret til energiproduktion og fedtsyresyntese. Mangel forårsager pellagra, hvilket fører til demens, hudproblemer, vægttab og til sidst død.