Дослідники все ще прагнуть повністю зрозуміти структурні та функціональні деталі ферментів, проте ці складні органічні молекули мають важливе значення для більшості біологічних реакцій. Ферменти каталізують або пришвидшують хімічні реакції. Біологічні процеси, що підтримують організм, залежать від численних хімічних реакцій, і ферменти забезпечують, щоб ці реакції відбувалися досить швидко, щоб підтримувати життя. Багато ферментів, у свою чергу, залежать від речовин, отриманих з вітаміну, відомих як коферменти.
Активізуючі реакції
Для ініціювання будь-якої хімічної реакції необхідна певна кількість енергії, яка називається енергією активації. Основна мета ферментів - полегшити реакції, знижуючи енергію активації. Ферменти досягають цього шляхом зв’язування з молекулами реагуючих речовин і дозволяючи їм взаємодіяти більш енергоефективно. Молекули, що реагують, зв’язуються з ферментами в складно структурованому місці, відомому як активний сайт, і молекула, яка бере участь у цьому процесі зв’язування, називається субстратом. Коферменти, частина з яких є вітамінами, а частина з них синтезується безпосередньо з вітамінів, активують ферменти, допомагаючи ферменту зв’язуватися з його субстратом.
Асистенти ферментів
Коферменти активують ферменти, в першу чергу, сприяючи перенесенню певних частинок або сполук, що беруть участь у хімічній реакції. Наприклад, деякі коферменти полегшують ферментативні реакції, переносячи електрони та іони водню від одного атома до іншого, тоді як інші беруть участь у транспортуванні цілих атомів або більших молекул. Пояснюється іншим чином, фермент може не ідеально підходити для передбачуваного субстрату, якщо активний сайт не модифікований додаванням коферменту.
Вітаміни, які потрібні ферментам
Термін "вітамін" відноситься до 13 органічних сполук, які мають важливе значення для здоров'я людини. У більшості випадків вітаміни повинні надходити через дієту, оскільки організм не може їх синтезувати. Вітаміни поділяються на дві загальні категорії: водорозчинні та жиророзчинні. Водорозчинні вітаміни містяться в основному у водянистих або крохмалистих продуктах, таких як зернові та овочі, в той час як жиророзчинні вітаміни містяться переважно в жирних продуктах, таких як масло, морепродукти та м’ясні органи. Тільки водорозчинні вітаміни функціонують як коферменти.
Дефіцит коферменту
Нестача вітамінів може призвести до серйозних розладів здоров’я, оскільки важливі біологічні процеси руйнуються, коли брак коферментів заважає ферментам каталізувати основні хімічні реакції. Двома відомими коферментними вітамінами є тіамін та ніацин. З'єднання тіаміну служать коферментами для різноманітних реакцій, що включають вироблення клітинної енергії, синтез білка та роботу мозку. Дефіцит тіаміну викликає розлад, відомий як авітаміноз, з такими симптомами, як дратівливість, слабкість і навіть серцева недостатність. Ніацин необхідний для численних реакцій, пов'язаних з виробленням енергії та синтезом жирних кислот. Дефіцит викликає пелагру, що призводить до деменції, проблем зі шкірою, втрати ваги і, зрештою, смерті.