Enzyme funktionieren im Organismus als Bioktalysatoren. Ihre Aufgaben sind überlebenswichtig für den Organismus. Doch wie genau funktionieren sie?
Das Enzym ist ein Protein mit speziellen Aufgaben. Das Besondere an diesem Protein mit dem Namen „Enzym“ ist das sogenannte Aktive Zentrum. Das Akzive Zentrum ist eine Art Einstülpung im Enzym selbst. An dieser Stelle kann das Enzym einen Stoff, das sogenannte Substrat, anbinden und verarbeiten. Das dabei enstehende Produkt ist für den Organismus überlebenswichtig.
Wie funktionieren die Enzyme?
Enzyme dienen dem Körper als Biokatalysatoren. Stoffe im Organismus sind reaktionsträge. Wären sie reaktionsfreudig, würden sie ein „chemisches Chaos“ verursachen. Sie würden so schnell und unkontrolliert miteinander reagieren, dass das Leben völlig unmöglich wäre. Anders wäre es, wenn die Stoffe gar nicht reagieren würden. Dann könnten lebenswichtige Prozesse im Körper nicht ablaufen. Die Reaktionsträgheit der Stoffe im Körper ist also elementar.
Jedoch benötigen reaktionsträge Stoffe sehr viel Energie, um zu reagieren. Hier werden die Enzyme wichtig. Sie nehmen die Stoffe auf und setzten die nötige Energie, die sogenannte Aktivierungenergie, herab: Das Substrat wird katalysiert. Dadurch kann die Reaktion der Stoffe kontrolliert werden.
Die Aufgabe der Enzyme
Nach dem Induced-Fit Modell kann jedes Enzym nur genau ein Substrat aufnehmen und verarbeiten. So hat jedes Enzym also nur genau eine Aufgabe, nämlich das für sich spezifische Substrat anzubinden und die für sich spezifische Reaktion durchzuführen. Ein anderer Stoff, als den für das Enzym vogesehene, kann nicht aufgenommen werden. Dieses Verhalten der Enzym ist unendlich wichtig. So wird gewährleistet, dass stets die selben Prozesse und Reaktionen ablaufen. Wieder wenden die Enzyme das „chemische Chaos“ ab, indem sie nur einen einzigen Stoff verarbeiten. Durch die Substratspezifität wird garantiert, dass immer die selben Enzyme das selbe Substrat verarbeiten und dass stets das selbe Substrat entsteht.
Das Enzym Amylase, das sich im Mundspeichel finden lässt, kann beispielsweise nur Polysaccharide (Mehrfachzucker) spalten. Es kann aber nur Polysaccharide verarbeiten. Fette oder Eiweiße könnte die Aymalse nicht aufnehmen oder verarbeiten.
Enzyme sind vom PH-Wert abhänigig
Verschiedene Enzyme brauchen unterschiedliche PH-Werte, um Arbeiten zu können. So braucht die Amylase einen neutralen PH-Wert, um arbeiten zu können. Gelangt sie mit dem Nahrungsbrei in die Magensäure, stellte sie ihre Arbeit ein. In seiner sauren Umgebung kann das Pepsin besser arbeiten, als sein Kollege Amylase.
Wieder verhindert dieser Mechanismus das „chemische Chaos“. Die Enzyme können nur in dem jeweils für sie vorgesehen Bereich arbeiten, während sie in anderen Bereichen einfach eingehen. Wäre der PH-Wert in diesem Zusammenhang völlig irrelevant, könnten die Enzyme an jeder erdenklichen Stelle zu einem vielleicht ungünstigsten Zeitpunkt reagieren. So jedoch sind sie auf den einen Ort beschränkt, an welchem ihr Dienst benötigt wird. Gelangen sie an einen anderen, an welchem der PH-Wert nicht mehr so ist, wie sie ihn benötigen um zu funktionieren, stellen sie ihren Dienst ein.