Mokslininkai vis dar siekia visiškai suprasti struktūrines ir funkcines fermentų detales, tačiau šios sudėtingos organinės molekulės yra būtinos daugumai biologinių reakcijų. Fermentai katalizuoja arba pagreitina chemines reakcijas. Organizmą palaikantys biologiniai procesai priklauso nuo daugybės cheminių reakcijų, o fermentai užtikrina, kad šios reakcijos įvyktų pakankamai greitai, kad palaikytų gyvybę. Savo ruožtu daugelis fermentų yra priklausomi nuo vitaminų turinčių medžiagų, vadinamų kofermentais.
Reakcijų aktyvinimas
Norint pradėti bet kokią cheminę reakciją, reikalingas tam tikras energijos kiekis, žinomas kaip aktyvacijos energija. Pagrindinis fermentų tikslas yra palengvinti reakcijas, sumažinant šią aktyvacijos energiją. Fermentai tai pasiekia prisijungdami prie reaguojančių molekulių ir leisdami joms sąveikauti efektyviau energiją vartojant. Reagento molekulės jungiasi su fermentais sudėtingos struktūros vietoje, vadinamoje aktyvia vieta, o molekulė, dalyvaujanti šiame jungimosi procese, vadinama substratu. Kofermentai, kurių dalis yra vitaminai, o kurie yra sintetinami tiesiogiai iš vitaminų, aktyvina fermentus, padėdami fermentui prisijungti prie jo substrato.
Fermentų padėjėjai
Kofermentai aktyvina fermentus pirmiausia padėdami pernešti specifines daleles ar junginius, dalyvaujančius cheminėje reakcijoje. Pavyzdžiui, kai kurie kofermentai palengvina fermentines reakcijas, pernešdami elektronus ir vandenilio jonus iš vieno atomo į kitą, o kiti dalyvauja pernešant ištisus atomus ar didesnes molekules. Paaiškinus kitu būdu, fermentas gali netikti numatytam substratui, nebent aktyvioji vieta būtų modifikuota pridedant kofermento.
Vitaminai, kurių reikia fermentams
Terminas „vitaminas“ reiškia 13 organinių junginių, kurie yra būtini žmogaus sveikatai. Daugeliu atvejų vitaminai turi būti tiekiami laikantis dietos, nes organizmas negali jų sintetinti. Vitaminai skirstomi į dvi bendras kategorijas: vandenyje ir riebaluose. Vandenyje tirpių vitaminų daugiausia yra vandeningame ar krakmolingame maiste, pavyzdžiui, grūduose ir daržovėse, o riebaluose tirpių vitaminų daugiausia riebiuose maisto produktuose, pavyzdžiui, svieste, jūros gėrybėse ir organų mėsoje. Tik kofermentai veikia tik vandenyje tirpūs vitaminai.
Kofermento trūkumas
Vitamino trūkumas gali sukelti rimtų sveikatos sutrikimų, nes svarbūs biologiniai procesai nutrūksta, kai koenzimų trūkumas neleidžia fermentams katalizuoti esminių cheminių reakcijų. Du gerai žinomi kofermentiniai vitaminai yra tiaminas ir niacinas. Tiamino junginiai yra kofermentai įvairioms reakcijoms, susijusioms su ląstelių energijos gamyba, baltymų sinteze ir smegenų funkcija. Tiamino trūkumas sukelia sutrikimą, žinomą kaip avitaminozė, su tokiais simptomais kaip dirglumas, silpnumas ir net širdies nepakankamumas. Niacinas reikalingas daugybei reakcijų, susijusių su energijos gamyba ir riebalų rūgščių sinteze. Dėl trūkumo atsiranda pelagra, kuri sukelia demenciją, odos problemas, svorio kritimą ir galiausiai mirtį.
