Wenn Sie an Zellen denken, stellen Sie sich vielleicht die verschiedenen Organellen und Komponenten vor, aus denen ein typisches Zellmodell besteht. Leider könnten Sie einen der am härtesten arbeitenden Teile der Zelle auslassen: spezialisierte Proteine, die Enzyme genannt werden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Enzyme sind Proteine, die die tägliche Arbeit innerhalb einer Zelle verrichten. Dazu gehört die Steigerung der Effizienz chemischer Reaktionen, wodurch Energiemoleküle namens ATP bewegt werden Bestandteile der Zelle und andere Stoffe, Moleküle abbauen (Katabolismus) und neue Moleküle aufbauen (Anabolismus).
Katalysatoren für den Wandel
Enzyme sind Katalysatoren, was bedeutet, dass sie die Geschwindigkeit beschleunigen, mit der Reaktanten interagieren, um Produkte in einer chemischen Reaktion zu bilden. Dazu senken Enzyme die Aktivierungsenergie, die für das Aufbrechen von Bindungen und die Bildung neuer Bindungen erforderlich ist, wodurch die Bildung eines Produkts viel schneller wird. Ohne Enzyme würden diese chemischen Reaktionen hundert- bis tausendmal langsamer ablaufen.
Energie erzeugen
Lebende Organismen speichern die für das tägliche Leben benötigte Energie in Form von chemischer Energie. Die Hauptform dieser chemischen Energie ist Adenosintriphosphat oder ATP, das wie eine geladene Batterie wirkt. Das Hauptenzym, das ATP produziert, ist die ATP-Synthase, die Teil der Elektronentransportkette in den Mitochondrien der Zellen ist. Für jedes Glukosemolekül, das zur Energiegewinnung abgebaut wird, stellt die ATP-Synthase 32 bis 34 ATP-Moleküle her.
Molekulare Motoren
Enzyme sind die Proteinmaschinen, die die täglichen Funktionen in den Zellen ausführen. Sie liefern Pakete von einem Teil der Zelle zum anderen. Sie ziehen Chromosomen auseinander, wenn die Zelle eine Mitose durchmacht. Sie nutzen die Zilien, die wie die Ruder einer Zelle sind, und helfen den Zellen, sich selbst oder andere Substanzen zu bewegen. Zu den üblichen Motorproteinen gehören Myosine, Kinesine und Dyneine. Diese Familien von Motorproteinen katalysieren den Abbau von ATP in ADP (Adenosindiphosphat), um auf die Energie zuzugreifen, die sie für ihre Grunzenarbeit benötigen.
Brechen und Bauen
Die Zellen, aus denen Organismen bestehen, gewinnen Energie, indem sie organische Kohlenstoffverbindungen wie Zucker, Eiweiß und Fett abbauen. Das Zerlegen dieser Moleküle in kleinere Teile ist Katabolismus, während der Aufbau neuer Moleküle aus diesen recycelten kleineren Teilen Anabolismus ist. Enzyme erfüllen diese Funktionen. Zum Beispiel speichert der Einfachzucker Glukose viel Energie, aber die Zelle kann diese Energie nicht zur Herstellung von ATP nutzen, es sei denn, sie ist in der Lage, die Bindungen innerhalb des Glukosemoleküls aufzubrechen.
Egal, ob sie chemische Reaktionen beschleunigen, Energie für die Zelle erzeugen und speichern oder die Zelle bewegen, Enzyme spielen für Zellen eine entscheidende Rolle.