Als je aan cellen denkt, kun je je de verschillende organellen en componenten voorstellen die een typisch celmodel vormen. Helaas kun je een van de hardst werkende delen van de cel weglaten: gespecialiseerde eiwitten die enzymen worden genoemd.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Enzymen zijn eiwitten die het dagelijkse werk in een cel uitvoeren. Dit omvat het verhogen van de efficiëntie van chemische reacties, waardoor energiemoleculen die ATP worden genoemd, bewegen componenten van de cel en andere stoffen, het afbreken van moleculen (katabolisme) en het bouwen van nieuwe moleculen (anabolisme).
Katalysatoren voor verandering
Enzymen zijn katalysatoren, wat betekent dat ze de snelheid verhogen waarmee reactanten op elkaar inwerken om producten te vormen in een chemische reactie. Om dit te doen, verlagen enzymen de activeringsenergie die nodig is om bindingen te breken en nieuwe bindingen te vormen, waardoor de vorming van een product veel sneller gaat. Zonder enzymen zouden deze chemische reacties honderden tot duizenden keren langzamer verlopen.
Energie maken
Levende organismen slaan de energie die nodig is voor het dagelijks leven op in de vorm van chemische energie. De belangrijkste vorm van deze chemische energie is adenosinetrifosfaat, of ATP, dat werkt als een opgeladen batterij. Het belangrijkste enzym dat ATP produceert, is ATP-synthase, dat deel uitmaakt van de elektronentransportketen in de mitochondriën van cellen. Voor elk molecuul glucose dat wordt afgebroken voor energie, maakt ATP-synthase 32 tot 34 ATP-moleculen.
Moleculaire Motoren
Enzymen zijn de eiwitmachines die de dagelijkse functies in cellen uitvoeren. Ze bezorgen pakketten van het ene deel van de cel naar het andere. Ze trekken chromosomen uit elkaar wanneer de cel mitose ondergaat. Ze maken gebruik van de trilhaartjes, die als de roeiriemen van een cel zijn, waardoor cellen zichzelf of andere stoffen helpen verplaatsen. Veel voorkomende motoreiwitten zijn myosines, kinesines en dyneins. Deze families van motoreiwitten katalyseren de breuk van ATP in ADP (adenosinedifosfaat) om toegang te krijgen tot de energie die ze nodig hebben om hun grommende werk te doen.
Breken en bouwen
De cellen waaruit organismen bestaan, verkrijgen energie door organische koolstofverbindingen zoals suiker, eiwit en vet af te breken. Het afbreken van deze moleculen in kleinere delen is katabolisme, terwijl het bouwen van nieuwe moleculen uit deze gerecyclede kleinere delen anabolisme is. Enzymen voeren deze functies uit. De eenvoudige suikerglucose slaat bijvoorbeeld veel energie op, maar de cel heeft geen toegang tot die energie om ATP te maken, tenzij het in staat is de bindingen binnen het glucosemolecuul te verbreken.
Of het nu gaat om het versnellen van chemische reacties, het maken en opslaan van energie voor de cel of het verplaatsen van de cel, enzymen spelen een cruciale rol voor cellen.