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Pepsin

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pepsin
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Im sauren Milieu zuhause

Pepsin ist ein eiweißspaltendes Enzym (auch Peptidase), das im Magensaft enthalten ist. Im sauren Magenmilieu werden unter Einwirkung von Salzsäure die Pepsine durch Abspaltung eines Molekülteils aus ihrer inaktiven Vorstufe, den Pepsinogenen gebildet. Kein anderes Enzym ist daran beteiligt, deshalb nennt sich der Vorgang Aotoproteolyse.

Das Enzym und Pepsi-Cola

Pepsin war das erste tierische Enzym, das entdeckt wurde. 1836 isolierte es der Deutsche Theodor Schwann. Und 1898 hat der Erfinder der Pepsi-Cola, Caleb Bradham aus New Bern in North Carolina sein zuckersüßes Getränk nach den Inhaltsstoffen der Rezeptur benannt, nämlich nach Kolanüssen und Pepsin – „Pepsi-Cola“ war geboren. In Kristallform wurde es rund 100 Jahre nach seiner Entdeckung von dem Amerikaner John Howard Northrop um 1930 präsentiert.

Verdauung

Pepsine sind verantwortlich für das Aufspalten von Eiweißen aus der Nahrung, um sie für den Körper in kurzkettigen Peptiden verfügbar zu machen. Der Name Pepsin kommt von griech. pepsis, Verdauung. Das Verdauungsenzym besteht aus insgesamt 327 Aminosäuren.

Pepsin kann nur im sauren Milieu wirken. Der optimale Wirkungsbereich liegt zwischen einem ph-Wert von 1,5 und 3. Ab einem ph-Wert von 6 wird das Enzym denaturiert. Bis zu einer Temperatur von 60 Grad Celsius ist das Enzym einsatzfähig.

Weitere Verwendung

Pepsin wir eingesetzt zur Untersuchung von Disulfidverbrückungen in Eiweißen. Der Vorgang wird bei niedrigen ph-Werten durchgeführt, bei denen die Gefahr von Disulfidaustauschreaktionen begrenzt ist.

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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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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Cellulase

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Das fehlende Enzym

Cellulase ist ein Enzym, das Cellulose (Pflanzenfasern) bei der Verdauung aufspaltet. Cellulase bricht die Verbindungen der Fasern auf und baut ihn zu β-Glucose ab. So erhöht Cellulase den Nährwert von pflanzlichen Nahrungsmitteln. Cellulasen werden hauptsächlich von symbiotischen Bakterien in den Mägen von Wiederkäuern gebildet. Den meisten Lebewesen fehlen Cellulasen. Sie können daher nur einen Teil der pflanzlichen Nahrung nutzen.

Auch im menschlichen Organismus sind keine Verdauungsenzyme für Cellulose vorhanden. Im Dickdarm, dem Blinddarm und dem aufsteigenden Colon wird ein Teil der Cellulose aus dem Nahrungsbrei von der mikrobiellen Flora zu kurzkettigen Fettsäuren abgebaut und kann so im Stoffwechsel verwertet werden. Der Mensch kann daher nur einen Teil der Energie aus pflanzlichen Ballaststoffe nutzen.

Cellulose, der pflanzliche Ballaststoff

Cellulose kommt als Stützsubstanz in allen pflanzlichen Geweben vor. Von menschlichen Enzymen kann sie im Verdauungstrakt nicht aufgeschlossen werden. Ein Teil der Cellulose kann im Dickdarm, Blinddarm und Colon verwertet und dem Stoffwechsel zugeführt werden. Der überwiegende Teil jedoch wird mit den Nahrungsresten ausgeschieden. In vielen lebensmitteltechnischen Prozessen werden Cellulasen eingesetzt, um Cellulose aus pflanzlichen Rohstoffen aufzuschließen.

Das Silberfischchen besitzt etwas, was wir nicht haben: Cellulase

Drei Cellulaseformen werden unterschieden: Endocellulase bricht die Verbindung innerhalb der Cellulose auf. Exocellulase trennt die 2-Glucose-Einheiten von den beiden Enden der Kette ab, die die Endocellulase zuvor aufgespalten hat. Cellobiase löst die β-Verbindung zwischen zwei Glucose-Molekülen. Naturheilkundler Urs Buergi lächelt, wenn er darauf hinweist, dass das kleine Insekt Silberfischchen etwas hat, was uns Menschen fehlt: Das Silberfischchen (Lepisma saccharina) besitzt körpereigene Cellulase zum Verdauen von Cellulose.

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Papain (Papaya)

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Power mit Papaya

Papain (auch Papayotin oder Papyacin) ist ein Enzym, das seinen Namen trägt, weil es in relativ hoher Konzentration in der Schale und dem Kern der Papaya vorliegt. Es gehört zur Gruppe der Cysteinproteasen. Die Aminosäuresequenz von Papain wurde 1968 komplett entschlüsselt.

Durch seine eiweißspaltenden Eigenschaften findet es Verwendung in der Lebensmittelindustrie als Zartmacher für Fleisch und gegen die Trübung von Bier. Das so behandelte Bier entspricht dann allerdings nicht mehr dem deutschen Reinheitsgebot.

Enzyme aus der Tropenfrucht

Das Enzym dient der Verstoffwechslung von komplexen Proteinen. Die Eiweiße werden zersetzt um entweder vom Körper aufgenommen zu werden oder ausgeschieden werden zu können. Dieser Verdauungsvorgang findet im Magen-Darm-Trakt statt. Durch die Aufspaltung von Eiweißen wird Papain auch eine positive Wirkung auf die Blutgefäße nachgesagt.

Alternativmedizin

In der Alternativmedizin gilt Papain als Heilmittel bei offenem Bein im Anfangsstadium sowie vorbeugend gegen Thrombosegefahr. Möglicherweise besitzt es auch eine aufhellende Wirkung auf die Zähne.

Hinweis

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