A kutatók továbbra is az enzimek szerkezeti és funkcionális részleteinek teljes megértésére törekszenek, mégis ezek a komplex szerves molekulák nélkülözhetetlenek a legtöbb biológiai reakcióhoz. Az enzimek katalizálják vagy felgyorsítják a kémiai reakciókat. Az organizmust fenntartó biológiai folyamatok számos kémiai reakciótól függenek, és az enzimek biztosítják, hogy ezek a reakciók elég gyorsan megtörténjenek az élet fenntartásához. Számos enzim viszont függ a koenzimekként ismert vitamin eredetű anyagoktól.
A reakciók aktiválása
A kémiai reakciók megindításához bizonyos mennyiségű energiára, aktivációs energiára van szükség. Az enzimek alapvető célja a reakciók megkönnyítése az aktiválási energia csökkentésével. Az enzimek ezt úgy valósítják meg, hogy kötődnek a reaktáns molekulákhoz, és lehetővé teszik számukra, hogy energiahatékonyabban lépjenek kapcsolatba. A reagens molekulák egy bonyolult struktúrájú, aktív helyként ismert helyen kapcsolódnak az enzimekhez, és az ebben a kötési folyamatban részt vevő molekulát szubsztrátnak nevezzük. A koenzimek, amelyek némelyike vitamin, és amelyek egy része közvetlenül a vitaminokból szintetizálódik, aktiválják az enzimeket, segítve az enzimet a szubsztrátumához való kötődésben.
Enzimasszisztensek
A koenzimek elsősorban azáltal aktiválják az enzimeket, hogy elősegítik a kémiai reakcióban részt vevő specifikus részecskék vagy vegyületek átadását. Például egyes koenzimek megkönnyítik az enzimatikus reakciókat azáltal, hogy elektronokat és hidrogénionokat hordoznak az egyik atomtól a másikig, míg mások teljes atomok vagy nagyobb molekulák szállításában vesznek részt. Másképpen magyarázva, egy enzim nem biztos, hogy tökéletesen megfelel a tervezett szubsztrátumnak, hacsak az aktív helyet nem módosítják koenzim hozzáadásával.
A szükséges vitaminok
A "vitamin" kifejezés 13 szerves vegyületre utal, amelyek nélkülözhetetlenek az emberi egészség szempontjából. A legtöbb esetben a vitaminokat diétával kell biztosítani, mert a szervezet nem tudja szintetizálni őket. A vitaminok két általános kategóriába sorolhatók: vízben és zsírban oldhatók. A vízben oldódó vitaminok főleg vizes vagy keményítőtartalmú ételekben, például gabonákban és zöldségekben találhatók, míg a zsírban oldódó vitaminok főleg zsíros ételekben találhatók meg, például vajban, tenger gyümölcseiben és szervi húsokban. Csak koenzimekként a vízben oldódó vitaminok működnek.
Koenzim hiány
A vitaminhiány súlyos egészségügyi rendellenességekhez vezethet, mivel a fontos biológiai folyamatok lebomlanak, amikor a koenzimek hiánya megakadályozza az enzimeket az alapvető kémiai reakciók katalizálásában. Két jól ismert koenzim-vitamin a tiamin és a niacin. A tiaminvegyületek koenzimekként szolgálnak a sejtek energiatermelését, fehérjeszintézisét és agyműködését érintő különféle reakciókhoz. A tiaminhiány a beriberi néven ismert rendellenességet okoz, olyan tünetekkel, mint ingerlékenység, gyengeség és akár szívelégtelenség is. A niacinra számos, az energiatermeléssel és a zsírsavszintézissel kapcsolatos reakcióhoz van szükség. A hiány pellagrát okoz, ami demenciához, bőrproblémákhoz, fogyáshoz és végül halálhoz vezet.