Raziskovalci še vedno želijo v celoti razumeti strukturne in funkcionalne podrobnosti encimov, vendar so te kompleksne organske molekule bistvene za večino bioloških reakcij. Encimi katalizirajo ali pospešijo kemične reakcije. Biološki procesi, ki vzdržujejo organizem, so odvisni od številnih kemičnih reakcij, encimi pa zagotavljajo, da se te reakcije pojavijo dovolj hitro, da ohranijo življenje. Številni encimi pa so odvisni od snovi, pridobljenih iz vitaminov, znanih kot koencimi.
Aktiviranje reakcij
Za začetek kakršne koli kemične reakcije je potrebna določena količina energije, znana kot aktivacijska energija. Temeljni namen encimov je olajšati reakcije z zniževanjem te aktivacijske energije. Encimi to dosežejo tako, da se vežejo na reaktantne molekule in jim omogočijo energetsko učinkovitejše medsebojno delovanje. Reaktantne molekule se vežejo na encime na zapleteno strukturiranem mestu, znanem kot aktivno mesto, in molekula, ki sodeluje v tem postopku vezave, se imenuje substrat. Koencimi, med katerimi so nekateri vitamini, nekateri pa se sintetizirajo neposredno iz vitaminov, aktivirajo encime, tako da se encimu pomagajo vezati na substrat.
Encimski pomočniki
Koencimi aktivirajo encime predvsem s pomočjo pri prenosu določenih delcev ali spojin, ki sodelujejo v kemijski reakciji. Nekateri koencimi na primer olajšajo encimske reakcije s prenašanjem elektronov in vodikovih ionov od enega do drugega atoma, drugi pa sodelujejo pri prenosu celotnih atomov ali večjih molekul. Pojasnjeno drugače, encim morda ne bo popolnoma ustrezal predvidenemu substratu, razen če se aktivno mesto spremeni z dodatkom koencima.
Vitamini, ki jih encimi potrebujejo
Izraz "vitamin" se nanaša na 13 organskih spojin, ki so bistvenega pomena za zdravje ljudi. V večini primerov je treba vitamine dovajati s prehrano, ker jih telo ne more sintetizirati. Vitamini spadajo v dve splošni kategoriji: topni v vodi in topni v maščobah. Voda topni vitamini so v glavnem v vodnih ali škrobnih živilih, kot so zrna in zelenjava, vitamini, topni v maščobah, pa predvsem v maščobnih živilih, kot so maslo, morski sadeži in mesni izdelki. Kot koencimi delujejo samo vitamini, topni v vodi.
Pomanjkanje koencima
Pomanjkanje vitaminov lahko privede do resnih zdravstvenih motenj, ker se pomembni biološki procesi pokvarijo, kadar pomanjkanje koencimov preprečuje encimom, da katalizirajo bistvene kemične reakcije. Dva dobro znana vitamina koencima sta tiamin in niacin. Tiaminske spojine služijo kot koencimi za različne reakcije, ki vključujejo proizvodnjo celične energije, sintezo beljakovin in delovanje možganov. Pomanjkanje tiamina povzroča motnjo, imenovano beriberi, s simptomi, kot so razdražljivost, šibkost in celo srčno popuščanje. Niacin je potreben za številne reakcije, povezane s proizvodnjo energije in sintezo maščobnih kislin. Pomanjkanje povzroča pelagra, ki vodi do demence, težav s kožo, izgube teže in sčasoma do smrti.