Cercetătorii încă caută să înțeleagă pe deplin detaliile structurale și funcționale ale enzimelor, totuși aceste molecule organice complexe sunt esențiale pentru majoritatea reacțiilor biologice. Enzimele catalizează sau accelerează reacțiile chimice. Procesele biologice care susțin un organism depind de numeroase reacții chimice, iar enzimele asigură că aceste reacții apar suficient de repede pentru a susține viața. Multe enzime, la rândul lor, sunt dependente de substanțele derivate din vitamine cunoscute sub numele de coenzime.
Activarea reacțiilor
O anumită cantitate de energie, cunoscută sub numele de energie de activare, este necesară pentru a iniția orice reacție chimică. Scopul fundamental al enzimelor este de a facilita reacțiile prin scăderea acestei energii de activare. Enzimele realizează acest lucru legându-se de moleculele reactante și permițându-le să interacționeze într-un mod mai eficient din punct de vedere energetic. Moleculele reactante se leagă de enzime într-o locație complexă structurată cunoscută sub numele de sit activ, iar molecula implicată în acest proces de legare se numește substrat. Coenzimele, dintre care unele sunt vitamine și altele sintetizate direct din vitamine, activează enzimele ajutând enzima să se lege de substratul său.
Asistenți enzimatici
Coenzimele activează enzimele în primul rând, ajutând la transferul particulelor sau compușilor specifici implicați în reacția chimică. De exemplu, unele coenzime facilitează reacțiile enzimatice transportând electroni și ioni de hidrogen de la un atom la altul, în timp ce altele sunt implicate în transportul unor atomi întregi sau molecule mai mari. Explicat într-un alt mod, o enzimă ar putea să nu fie o potrivire perfectă pentru substratul dorit, cu excepția cazului în care situl activ este modificat prin adăugarea unei coenzime.
Vitaminele de care au nevoie enzimele
Termenul „vitamina” se referă la 13 compuși organici care sunt esențiali pentru sănătatea umană. În majoritatea cazurilor, vitaminele trebuie furnizate prin dietă, deoarece organismul nu le poate sintetiza. Vitaminele se împart în două categorii generale: solubile în apă și solubile în grăsimi. Vitaminele solubile în apă se găsesc în principal în alimentele apoase sau cu amidon, cum ar fi cerealele și legumele, în timp ce vitaminele liposolubile se găsesc în principal în alimentele grase, cum ar fi untul, fructele de mare și carnea de organe. Doar vitaminele solubile în apă funcționează ca coenzime.
Deficitul de coenzimă
Deficiențele de vitamine pot duce la tulburări grave de sănătate, deoarece procesele biologice importante se descompun atunci când lipsa coenzimelor împiedică enzimele să catalizeze reacțiile chimice esențiale. Două vitamine bine cunoscute ale coenzimei sunt tiamina și niacina. Compușii tiaminei servesc drept coenzime pentru o varietate de reacții care implică producerea de energie celulară, sinteza proteinelor și funcția creierului. Deficitul de tiamină provoacă o tulburare cunoscută sub numele de beriberi, cu simptome precum iritabilitate, slăbiciune și chiar insuficiență cardiacă. Niacina este necesară pentru numeroase reacții legate de producerea de energie și sinteza acizilor grași. Deficitul cauzează pelagra, ceea ce duce la demență, probleme ale pielii, pierderea în greutate și în cele din urmă moartea.