Forskere søker fortsatt å forstå de strukturelle og funksjonelle detaljene til enzymer, men disse komplekse organiske molekylene er essensielle for de fleste biologiske reaksjoner. Enzymer katalyserer eller fremskynder kjemiske reaksjoner. De biologiske prosessene som opprettholder en organisme er avhengige av mange kjemiske reaksjoner, og enzymer sørger for at disse reaksjonene oppstår raskt nok til å opprettholde livet. Mange enzymer er i sin tur avhengige av vitaminavledede stoffer kjent som koenzymer.
Aktivere reaksjoner
En viss mengde energi, kjent som aktiveringsenergi, er nødvendig for å starte en kjemisk reaksjon. Det grunnleggende formålet med enzymer er å lette reaksjoner ved å senke denne aktiveringsenergien. Enzymer oppnår dette ved å binde seg til reaktantmolekyler og la dem samhandle på en mer energieffektiv måte. Reaktantmolekyler binder seg til enzymer på et intrikat strukturert sted kjent som et aktivt sted, og molekylet som er involvert i denne bindingsprosessen kalles substratet. Koenzymer, hvorav noen er vitaminer og andre syntetiseres direkte fra vitaminer, aktiverer enzymer ved å hjelpe enzymet til å binde seg til substratet.
Enzymassistenter
Koenzymer aktiverer enzymer primært ved å hjelpe til med overføring av spesifikke partikler eller forbindelser involvert i den kjemiske reaksjonen. For eksempel letter noen koenzymer enzymatiske reaksjoner ved å bære elektroner og hydrogenioner fra ett atom til et annet, mens andre er involvert i transport av hele atomer eller større molekyler. Forklart på en annen måte, et enzym passer kanskje ikke perfekt til det tiltenkte substratet med mindre det aktive stedet modifiseres ved tilsetning av et koenzym.
Vitaminer som trenger enzymer
Uttrykket "vitamin" refererer til 13 organiske forbindelser som er essensielle for menneskers helse. I de fleste tilfeller må vitaminer tilføres gjennom diett fordi kroppen ikke kan syntetisere dem. Vitaminer faller i to generelle kategorier: vannløselig og fettløselig. Vannløselige vitaminer finnes hovedsakelig i vannholdige eller stivelsesholdige matvarer som korn og grønnsaker, mens fettløselige vitaminer hovedsakelig finnes i fet mat som smør, sjømat og organkjøtt. Bare vannløselige vitaminer fungerer som koenzymer.
Koenzymmangel
Vitaminmangel kan føre til alvorlige helseforstyrrelser fordi viktige biologiske prosesser brytes ned når mangel på koenzymer hindrer enzymer i å katalysere viktige kjemiske reaksjoner. To kjente koenzym-vitaminer er tiamin og niacin. Tiaminforbindelser tjener som koenzymer for en rekke reaksjoner som involverer cellulær energiproduksjon, proteinsyntese og hjernefunksjon. Tiaminmangel forårsaker en lidelse kjent som beriberi, med symptomer som irritabilitet, svakhet og til og med hjertesvikt. Niacin er nødvendig for mange reaksjoner relatert til energiproduksjon og fettsyresyntese. Mangel forårsaker pellagra, noe som fører til demens, hudproblemer, vekttap og til slutt død.