Enzyme sind spezialisierte Proteine, mit denen Ihr Körper eine Vielzahl chemischer Reaktionen ausführt. Ohne Enzyme würden diese Reaktionen nicht schnell genug ablaufen, um das menschliche Leben zu erhalten. Drei der vielen spezifischen Anwendungen von Enzymen in Ihrem Körper umfassen die Verdauung von Nahrungsmitteln, das Kopieren Ihrer genetischen Informationen, um neue Zellen zu bilden, und die Erzeugung von Energie.
Nahrungsverdauung
Das Essen, das Sie essen, muss in seine Nährstoffbestandteile zerlegt werden, damit es von Ihrem Körper aufgenommen und genutzt werden kann. Enzyme des Verdauungssystems gehören zu einer Klasse von Enzymen, die Hydrolasen genannt werden. Diese Enzyme lösen eine Reaktion namens Hydrolyse aus, bei der große Moleküle in kleinere Einheiten zerlegt werden. Es gibt viele verschiedene Verdauungsenzyme, um verschiedene Arten von Lebensmittelkomponenten abzubauen. Zum Beispiel verdauen Enzyme, die Pepsin und Trypsin genannt werden, Nahrungsproteine. Eine andere Hydrolase namens Lipase wird von Ihrer Bauchspeicheldrüse ausgeschieden und hilft beim Abbau von Nahrungsfetten. Das Enzym Amylase stimuliert die Verdauung von Nahrungsstärke.
DNA-Kopieren
Ihre Zellen enthalten genetisches Material, sogenannte Chromosomen, die jeweils eine Reihe von Genen enthalten, die für Ihr individuelles Erbgut kodieren. Dieses genetische Material liegt in Form eines Moleküls vor, das Desoxyribonukleinsäure oder DNA genannt wird. Wenn sich Zellen in Ihrem Körper teilen, muss jede neu erstellte Zelle eine exakte Kopie Ihrer DNA enthalten. Um dieses Kopieren oder Replizieren durchzuführen, ist Ihr Körper auf bestimmte Enzyme angewiesen. Beispielsweise wickeln Enzyme, sogenannte Helikasen und Gyrasen, die eng gewickelten DNA-Stränge ab, damit sie kopiert werden können. DNA-Polymeraseenzyme sind am eigentlichen Kopiervorgang beteiligt. DNA-Ligaseenzyme sind am Abschluss des Kopiervorgangs beteiligt.
Energie Produktion
Ihr Körper muss Energie erzeugen, um alle seine Funktionen zu erfüllen. Obwohl Blutzucker oder Glukose der bevorzugte Brennstoff zur Energieerzeugung ist, können auch Proteine und Fette verwendet werden. Diese komplexen Prozesse - zusammen als Zellatmung bezeichnet - beruhen auf Enzymen und erzeugen Moleküle, die als Adenosintriphosphat (ATP) bezeichnet werden und Ihre Zellen antreiben. Beispielsweise wird die Energieerzeugung unter Verwendung von Glucose als Glykolyse bezeichnet. Jeder der 10 Schritte in der Glykolyse beinhaltet ein anderes Enzym. Jedes durch Glykolyse abgebaute Glucosemolekül ergibt 2 ATP-Moleküle. Beispiele für in der Glykolyse verwendete Enzyme umfassen Hexokinase, Aldolase, Enolase und Pyruvatkinase. Andere Enzyme sind an der Erzeugung von ATP aus Proteinen und Fetten beteiligt.
Enzyme und menschliche Gesundheit
Viele Erkrankungen sind mit Enzymproblemen verbunden. Beispielsweise führt ein Mangel des Verdauungsenzyms Laktase, das Milchzucker abbaut, zu einer Laktoseintoleranz. Ein schwerwiegenderer Mangel an Verdauungsenzymen kann sich mit einer Entzündung der Bauchspeicheldrüse oder einer Pankreatitis entwickeln. Dieser Zustand ist häufig mit Gewichtsverlust und Unterernährung verbunden, da die Fähigkeit, in der Nahrung aufgenommene Lebensmittel zu verdauen, verringert ist. Erbkrankheiten können auch Enzymdefekte verursachen, die katastrophale Folgen haben können. Zum Beispiel haben Kinder, die mit Tay-Sachs-Krankheit geboren wurden, eine genetische Abnormalität mit einem Enzym namens Beta-Hexosaminidase A. Die beeinträchtigte Funktion dieses einzelnen Enzyms führt zur Zerstörung von Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark. Kinder, die mit dieser Störung geboren wurden, sterben normalerweise in der frühen Kindheit.
Rezensiert von: Dr. med. Tina M. St. John
