Внутри нас есть turbo-ускорители, как в серии фильмов Форсаж. Это энзимы или ферменты. Они помогают ускорить химические реакции в организме. Ферменты связываются с молекулами и кардинально меняют их. Они необходимы для дыхания, пищеварения, работы мышц и нервов, а также для тысяч других функций. В каком-то роде они похожи на фею-крестную, которая в считанные минуты превратила Золушку из замарашки в принцессу.
Ферменты состоят из белков, которые склеены друг с другом в сложные формы. Химические реакции, которые поддерживают нас - метаболизм - зависят от работы, которую выполняют ферменты. Ферменты ускоряют, по-научному катализируют, химические реакции. Иногда с помощью ферментов химические реакции протекают в миллионы раз быстрее, чем без них.
Вещество связывается с ферментом и все вместе превращается в продукт. Как только продукты выполнили свою роль, фермент готов присоединиться к новому веществу и повторить процесс.
Где ферменты особо активны?
Пищеварительная система - ферменты помогают организму расщеплять большие сложные молекулы на более мелкие. Например углеводы на глюкозу, чтобы организм мог использовать её в качестве топлива.
Репликация ДНК - каждая клетка вашего тела содержит ДНК. Каждый раз, когда клетка делится, эту ДНК нужно копировать. Ферменты помогают в этом процессе, разматывая спирали ДНК и копируя информацию, как копир.
Расщепление токсинов - это задача печени. Для этого она использует целый ряд ферментов.
Как работают ферменты?
Раньше эта модель называлась «замок и ключ». Активный участок фермента имеет определенную форму. В него может поместиться только определенное вещество, как замок и ключ.
Сейчас эта модель обновлена и называется «модель с наведением». В этой модели активный участок меняет форму при взаимодействии с веществом. Когда вещество полностью зафиксировано и находится в точном положении, начинается реакция.
Идеальные условия
Ферменты работают только в определенных условиях. Большинство из них максимально производительны при температуре 36,6 ° C. При более низких или высоких температурах они будут работать, но гораздо медленнее.
Очень важен кислотно-щелочной баланс - pH. Предпочтение ферментов зависит от того, где они находятся. Например, ферменты в кишечнике лучше всего работают при 7,5 рН, а в желудке - при рН 2, потому что желудок более кислый.
Если температура слишком высока или если среда слишком кислая/щелочная, фермент меняет форму. Это меняет форму активного участка. Вещество не может связаться с ним - фермент денатурирован. Это как если бы вы приехали домой, а замки в дверях поменяны.
Кофакторы
Некоторые ферменты не работают пока к ним не прикреплена специфическая небелковая молекула. Эта молекула называется кофактором. Например, угольная ангидраза - фермент, который помогает поддерживать рН организма, не работает, пока не присоединится к цинку.
Ингибирование
Чтобы ферменты работали правильно, одних условий недостаточно. Иногда необходимо замедлить их работу. Например, если фермент производит слишком много продукта. Это и называется ингибированием. Активность ферментов может быть подавлена несколькими способами. Какой выбрать обычно решает врач.
Например...
В нашем организме тысячи ферментов. Вот лишь несколько примеров:
- Липазы - это группа ферментов, которые помогают переваривать жиры в кишечнике.
- Амилаза - помогает превратить крахмалы в сахара. Амилаза содержится в слюне.
- Мальтаза - также содержится в слюне. Расщепляет сахарную мальтозу на глюкозу.
- Трипсин - содержится в тонкой кишке, расщепляет белки на аминокислоты.
- Лактаза - живет в тонкой кишке, расщепляет лактозу - сахар в молоке - на глюкозу и галактозу.
- Геликаза - распутывает ДНК.
Ферменты и анализы
Ферменты можно измерить. Например, АЛТ, АСТ, Альфа-амилаза, Липаза, ЛДГ, КФК, ГГТП, Щелочная фосфатаза...
