Enzyme

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Unermüdliche Biokatalysatoren

Fast alle Enzyme sind Proteine (außer RNA) und besitzen wichtige Funktionen im menschlichen Stoffwechsel. Sie sind an Tausenden von biochemischen Reaktionen beteiligt, bis hin zur zuverlässigen Vervielfältigung des Erbguts. Eine ältere Bezeichnung für Enzyme lautet Ferment, nach lat. fermentum, Gärungsmittel, Sauerteig. Enzyme können in der Tat chemische Reaktionen beschleunigen wie ein Katalysator.

Erst 1878 wurde ein Begriff mit ähnlicher Bedeutung von Wilhelm Friedrich Kühne geprägt, der heute für die nützlichen Stoffe gebräuchlich in der Wissenschaft ist: Enzym von griech. énzymon, Sauerteig, Hefe. Heute sind rund 3.000 Enzyme im menschlichen Stoffwechsel bekannt, vermutet wird eine Anzahl von bis zu 30.000.

Ohne Enzyme kein Stoffwechsel

Enzyme unterstützen beispielsweise die Spaltung oder anderweitige Veränderung von Substraten. Dazu ist eine Reaktion notwendig, die eine bestimmte Aktivierungsenergie voraussetzt, damit es zu der Veränderung kommen kann. Das Enzym kann diese Aktivierungsenergie überwinden und so den Vorgang in Gang setzen oder beschleunigen. Dabei geht es oftmals auch eine Verbindung mit dem umzusetzenden Stoff ein, einen sogenannten Enzym-Substrat-Komplex.

Jedes Enzym hat seine Funktion

Jedes Enzym hat seine spezifische Funktion nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Zu dem jeweiligen Enzym passt nur ein Substrat. Und aus diesem Substrat kann das Enzym nur ein bestimmtes Produkt durch seine Reaktion erzeugen. Enzyme verändern sich selbst dabei in diesen Umwandlungsprozessen nicht. Sie finden nach der Reaktion in ihre Ausgangsstruktur zurück und deshalb verbrauchen sie sich auch nicht. Allerdings haben auch Enzyme eine begrenzte Lebensdauer.

Optimale Wirkungsbedingungen

Der Proteinanteil im Enzym entscheidet über die Enzymaktivität, das bedeutet, welches Substrat es umsetzen kann und unter welchen äußeren Gegebenheiten welche Reaktionen umsetzbar sind. Die Temperatur kann beispielsweise eine biochemische Reaktion weiter beschleunigen. Voraussetzung ist, dass die Temperatur das Enzym nicht denaturiert. Auch der ph-Wert kann die Wirksamkeit von Enzymen beeinflussen. Für Enzyme wird daher oft der beste ph-Wert (ph-Optimum) und die beste Temperatur (Temperaturoptimum) für seine Reaktionsfähigkeit angegeben.

Enzymstörungen lösen Krankheiten aus

Bereits wenn ein Enzym im Organismus fehlt oder es nicht wirken kann, weil gewisse Voraussetzungen fehlen, beispielsweise essentielle Begleitsubstanzen, kann es bereits zu Stoffwechselstörungen kommen. Der Körper wird von den Stoffwechselenzymen gesteuert und der reibungslose Ablauf ist auf eine funktionierende Enzymaktivität angewiesen. Vitamine könnten sonst nicht verarbeitet werden, Mineralstoffe und andere Vitalstoffe nicht aufgenommen werden, Hormone können ohne Enzyme nicht arbeiten, weder Verdauung von Eiweiß, Fett oder Kohlenhydraten wäre möglich. Die Weiterleitung von Reizen durch das Nervensystem würde nicht funktionieren. Alle Stoffwechselprozesse und sogar die Zellteilung sind enzymabhängig.

Enzyme müssen ständig aktiviert werden

Der Körper kann eine große Anzahl von metabolischen Enzymen, die für den Stoffwechsel lebensnotwendig sind, selber herstellen. Weitere Enzyme werden durch die Nahrung aufgenommen. Sehr ergiebige Enzymlieferanten sind Ananas und Papaya rohes Sauerkraut oder Sprossen.

Damit ein Enzym aktiviert werden kann, benötigt es sogenannte Coenzyme aus Vitaminen, Mineralien und Spurenelementen. Coenzyme bestehen nicht aus Proteinen und werden durch ihre Reaktion verbraucht. Sie müssen daher ständig neu gebildet werden. Dazu sind die Vitamine A, B, C, E und K nötig, außerdem Minderalien wie Kalium, Magnesium und Nickel. Hinzu kommen diverse Spurenelemente wie beispielsweise Eisen, Kupfer, Mangan, Molybdän, Selen oder Zink. Der Körper ist auf eine ausreichende Versorgung mit diesen Stoffen durch die Nahrungsaufnahme von rohem Obst und Gemüse angewiesen.

Enzyme kommunizieren miteinander

Enzyme sind nicht unbegrenzt lebensfähig, denn sie sind als Eiweiße dem Verschleiß unterworfen. Es gibt Enzyme, die Wochen und Monate arbeiten, andere sind nur etwa 20 Minuten aktiv. Sobald ein Enzym dem Körper nicht mehr nützlich ist, wird es von einem gesunden Enzym gespalten und aufgelöst, die Reste über wiederum darauf spezialisierte Enzyme abtransportiert. Es wird angenommen, dass Enzyme miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten um bestimmte Ziele zu erreichen, beispielsweise eine Zellregenerierung nach Verletzung. In Enzymkaskaden aktiviert ein Enzym jeweils seinen Nachfolger.

Enzyme helfen in der Medizin

Zur Diagnostik werden Enzyme in der modernen Medizin eingesetzt. Die Biokatalysatoren werden zur Herstellung von medizinischen Wirkstoffen und in der Therapie verwendet. Einige Enzyme können von gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt werden.

Hinweis

Diese Informationen sind für Interessierte zur Weiterbildung gedacht und dienen nicht dem Ersatz für ärztliche oder therapeutische Beratung, Diagnose oder Therapieanweisungen. Urs Buergi weiß, dass es in der Medizin keine Methoden gibt, die zu 100% funktionieren. Jeder Mensch ist und reagiert anders. Haftung für Schäden irgendwelcher Art, die direkt oder indirekt aus dem Gebrauch dieser Angaben entstehen könnten wird deshalb nicht übernommen. Nehmen Sie bitte niemals Medikamente (Heilkräuter eingeschlossen) ohne Absprache mit Ihrem behandelnden Arzt ein.

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