นักวิจัยยังคงพยายามทำความเข้าใจรายละเอียดโครงสร้างและหน้าที่ของเอนไซม์อย่างเต็มที่ แต่โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนเหล่านี้มีความสำคัญต่อปฏิกิริยาทางชีววิทยาส่วนใหญ่ เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาหรือเร่งปฏิกิริยาเคมี กระบวนการทางชีววิทยาที่ค้ำจุนสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเคมีจำนวนมาก และเอ็นไซม์ช่วยให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นได้เร็วพอที่จะดำรงชีวิตได้ ในทางกลับกัน เอนไซม์หลายชนิดขึ้นอยู่กับสารที่ได้จากวิตามินที่เรียกว่าโคเอ็นไซม์
การเปิดใช้งานปฏิกิริยา
จำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งซึ่งเรียกว่าพลังงานกระตุ้นเพื่อเริ่มปฏิกิริยาเคมี จุดประสงค์พื้นฐานของเอนไซม์คือเพื่อช่วยให้เกิดปฏิกิริยาโดยการลดพลังงานกระตุ้นนี้ เอ็นไซม์ทำสิ่งนี้ได้โดยจับกับโมเลกุลของสารตั้งต้นและปล่อยให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ในลักษณะที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น โมเลกุลของตัวทำปฏิกิริยาจะจับกับเอ็นไซม์ในตำแหน่งที่มีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งเรียกว่าไซต์แอคทีฟ และโมเลกุลที่เกี่ยวข้องในกระบวนการจับนี้เรียกว่าซับสเตรต โคเอ็นไซม์ ซึ่งบางชนิดเป็นวิตามิน และบางชนิดสังเคราะห์โดยตรงจากวิตามิน กระตุ้นการทำงานของเอ็นไซม์โดยช่วยให้เอ็นไซม์จับกับซับสเตรต
ผู้ช่วยเอนไซม์ E
โคเอ็นไซม์กระตุ้นเอนไซม์เป็นหลักโดยช่วยในการถ่ายโอนอนุภาคหรือสารประกอบเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมี ตัวอย่างเช่น โคเอ็นไซม์บางชนิดเอื้อต่อปฏิกิริยาของเอนไซม์โดยการนำอิเล็กตรอนและไฮโดรเจนไอออนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง ในขณะที่บางชนิดเกี่ยวข้องกับการขนส่งอะตอมทั้งหมดหรือโมเลกุลที่ใหญ่กว่า อธิบายไว้อีกวิธีหนึ่ง เอนไซม์อาจไม่เหมาะกับซับสเตรตที่ต้องการ เว้นแต่ตำแหน่งแอคทีฟจะถูกดัดแปลงโดยการเติมโคเอ็นไซม์
วิตามินที่เอนไซม์ต้องการ
คำว่า "วิตามิน" หมายถึงสารประกอบอินทรีย์ 13 ชนิดที่จำเป็นต่อสุขภาพของมนุษย์ ในกรณีส่วนใหญ่ วิตามินจะต้องได้รับจากการรับประทานอาหาร เนื่องจากร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์วิตามินได้ วิตามินแบ่งออกเป็นสองประเภททั่วไป: ละลายน้ำและละลายในไขมัน วิตามินที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่จะพบในอาหารที่เป็นน้ำหรือเป็นแป้ง เช่น ธัญพืชและผัก ในขณะที่วิตามินที่ละลายในไขมันจะพบได้ในอาหารที่มีไขมันเป็นหลัก เช่น เนย อาหารทะเล และเนื้ออวัยวะ วิตามินที่ละลายในน้ำเท่านั้นที่ทำหน้าที่เป็นโคเอ็นไซม์
การขาดโคเอ็นไซม์
การขาดวิตามินสามารถนำไปสู่ความผิดปกติด้านสุขภาพที่ร้ายแรง เนื่องจากกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญจะพังทลายลงเมื่อขาดโคเอ็นไซม์ป้องกันไม่ให้เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็น วิตามินโคเอ็นไซม์ที่รู้จักกันดีสองชนิด ได้แก่ วิตามินบีและไนอาซิน สารประกอบไธอะมินทำหน้าที่เป็นโคเอ็นไซม์สำหรับปฏิกิริยาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานของเซลล์ การสังเคราะห์โปรตีน และการทำงานของสมอง การขาดวิตามินบีทำให้เกิดความผิดปกติที่เรียกว่าโรคเหน็บชา โดยมีอาการต่างๆ เช่น หงุดหงิด อ่อนแรง และแม้กระทั่งหัวใจล้มเหลว ไนอาซินจำเป็นสำหรับปฏิกิริยามากมายที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานและการสังเคราะห์กรดไขมัน การขาดสารอาหารทำให้เกิด pellagra ซึ่งนำไปสู่ภาวะสมองเสื่อม ปัญหาผิว น้ำหนักลด และเสียชีวิตในที่สุด