研究者たちはまだ酵素の構造的および機能的詳細を完全に理解しようとしていますが、これらの複雑な有機分子はほとんどの生物学的反応に不可欠です。 酵素は化学反応を触媒または加速します。 生物を維持する生物学的プロセスは多くの化学反応に依存しており、酵素はこれらの反応が生命を維持するのに十分な速さで起こることを保証します。 次に、多くの酵素は、補酵素として知られるビタミン由来の物質に依存しています。
反応の活性化
化学反応を開始するには、活性化エネルギーと呼ばれる一定量のエネルギーが必要です。 酵素の基本的な目的は、この活性化エネルギーを下げることによって反応を促進することです。 酵素は、反応物分子に結合し、それらがよりエネルギー効率の高い方法で相互作用できるようにすることでこれを実現します。 反応物分子は、活性部位として知られる複雑に構造化された場所で酵素に結合し、この結合プロセスに関与する分子は基質と呼ばれます。 いくつかはビタミンであり、いくつかはビタミンから直接合成される補酵素は、酵素がその基質に結合するのを助けることによって酵素を活性化します。
酵素アシスタント
補酵素は、主に化学反応に関与する特定の粒子または化合物の移動を助けることによって酵素を活性化します。 たとえば、ある補酵素は、ある原子から別の原子に電子と水素イオンを運ぶことによって酵素反応を促進しますが、他の補酵素は、原子全体またはより大きな分子の輸送に関与します。 別の言い方をすれば、補酵素の添加によって活性部位が修飾されない限り、酵素は目的の基質に完全には適合しない可能性があります。
酵素が必要とするビタミン
「ビタミン」という用語は、人間の健康に不可欠な13の有機化合物を指します。 ほとんどの場合、体はビタミンを合成できないため、ビタミンは食事から供給されなければなりません。 ビタミンは、水溶性と脂溶性の2つの一般的なカテゴリに分類されます。 水溶性ビタミンは主に穀物や野菜などの水っぽいまたはでんぷん質の食品に含まれ、脂溶性ビタミンは主にバター、シーフード、内臓肉などの脂肪の多い食品に含まれています。 水溶性ビタミンのみが補酵素として機能します。
コエンザイム欠乏症
補酵素の欠如が酵素が本質的な化学反応を触媒するのを妨げるとき、重要な生物学的プロセスが崩壊するので、ビタミン欠乏症は深刻な健康障害につながる可能性があります。 2つのよく知られている補酵素ビタミンはチアミンとナイアシンです。 チアミン化合物は、細胞のエネルギー生成、タンパク質合成、脳機能を含むさまざまな反応の補酵素として機能します。 チアミン欠乏症は、神経過敏、脱力感、さらには心不全などの症状を伴う脚気として知られる障害を引き起こします。 ナイアシンは、エネルギー生産と脂肪酸合成に関連する多くの反応に必要です。 欠乏症はペラグラを引き起こし、認知症、皮膚の問題、体重減少、そして最終的には死に至ります。