Forskare försöker fortfarande att förstå enzymernas strukturella och funktionella detaljer, men dessa komplexa organiska molekyler är väsentliga för de flesta biologiska reaktioner. Enzymer katalyserar eller påskyndar kemiska reaktioner. De biologiska processerna som upprätthåller en organism beror på många kemiska reaktioner och enzymer säkerställer att dessa reaktioner inträffar tillräckligt snabbt för att upprätthålla livet. Många enzymer är i sin tur beroende av vitamin-härledda ämnen som kallas koenzymer.
Aktivera reaktioner
En viss mängd energi, så kallad aktiveringsenergi, behövs för att initiera någon kemisk reaktion. Det grundläggande syftet med enzymer är att underlätta reaktioner genom att sänka denna aktiveringsenergi. Enzymer åstadkommer detta genom att binda till reaktantmolekyler och låta dem interagera på ett mer energieffektivt sätt. Reaktantmolekyler binder till enzymer på en invecklat strukturerad plats känd som ett aktivt ställe, och molekylen som är involverad i denna bindningsprocess kallas substratet. Koenzymer, varav några är vitaminer och andra syntetiseras direkt från vitaminer, aktiverar enzymer genom att hjälpa enzymet att binda till dess substrat.
Enzymassistenter
Koenzymer aktiverar enzymer främst genom att hjälpa till med överföringen av specifika partiklar eller föreningar som är involverade i den kemiska reaktionen. Till exempel underlättar vissa koenzymer enzymatiska reaktioner genom att bära elektroner och vätejoner från en atom till en annan, medan andra är inblandade i transport av hela atomer eller större molekyler. Förklarat på ett annat sätt, kanske ett enzym inte passar perfekt för det avsedda substratet om inte det aktiva stället modifieras genom tillsats av ett koenzym.
Vitaminerna som behöver enzymer
Uttrycket "vitamin" avser 13 organiska föreningar som är väsentliga för människors hälsa. I de flesta fall måste vitaminer tillföras via kosten eftersom kroppen inte kan syntetisera dem. Vitaminer faller i två allmänna kategorier: vattenlösligt och fettlösligt. Vattenlösliga vitaminer finns huvudsakligen i vattenhaltiga eller stärkelserika livsmedel som korn och grönsaker, medan fettlösliga vitaminer finns främst i feta livsmedel som smör, skaldjur och organkött. Endast vattenlösliga vitaminer fungerar som koenzymer.
Koenzymbrist
Vitaminbrister kan leda till allvarliga hälsostörningar eftersom viktiga biologiska processer bryts ner när brist på koenzymer hindrar enzymer från att katalysera viktiga kemiska reaktioner. Två välkända koenzym-vitaminer är tiamin och niacin. Tiaminföreningar fungerar som koenzymer för en mängd reaktioner som involverar cellulär energiproduktion, proteinsyntes och hjärnfunktion. Tiaminbrist orsakar en störning som kallas beriberi, med symtom som irritabilitet, svaghet och till och med hjärtsvikt. Niacin behövs för många reaktioner relaterade till energiproduktion och fettsyrasyntes. Brist orsakar pellagra, vilket leder till demens, hudproblem, viktminskning och så småningom död.