Enzymy

     ENZYMY - ŽIVOT V ORGANICKÉ HMOTĚ

enzym

"Enzymy jsou substance, které umožňují život. Jsou potřebné pro všechny chemické reakce, které se uskutečňují v lidském těle. Žádné minerály, vitamíny ani hormony nevykonají práci bez enzymů. Naše těla, všechny naše orgány, tkáně a buňky fungují díky enzymům." - Dr. Howell, ENZYME NUTRITION - (Dr. Edward Howell se podílel na objevování a zkoumání enzymů. Je vůdčí osobností ve výzkumu enzymů obsažených v lidské stravě a jejich působení)

Objev enzymů nastal teprve po odhalení role vitamínů a později minerálů ve výživě na začátku dvacátého století. V roce 1930 bylo popsáno jen 30 enzymů. O 40 let později to bylo hodně přes 1000. Pokud si představíme uhlohydráty, tuky, minerály a další látky v našem těle jako stavební materiál, tak enzymy představují miliony dělníků, kteří jsou schopni z nich postavit organickou hmotu a zajištovat její funkčnost. Enzymy vstupují do reakcí, při nichž vznikají látky složitější z těch jednodušších, nebo naopak. Enzymy jsou přitom velice citlivé na teplo. Při vyšší teplotě jsou aktivnější (Nemocné tělo proto zvyšuje svou teplotu, aktivuje enzymy a urychluje regenaraci organismu), ale pokud teplota překročí 45°C, jsou všechny úplně ZNIČENY! Přesně to se stane, když tepelně upravujeme svou stravu, která se tím mění v mrtvou hmotu. Jak může mrtvá potrava živit naše tělo?!

 

PROČ JSOU ENZYMY V POTRAVĚ TAK DŮLEŽITÉ??

Jednou z hlavních funkcí enzymů v těle je účast při trávení. Enzymy štěpí jednotlivé složky potravy (cukry, tuky, bílkoviny) na jednodušší části, které jsou potom využity ke stavbě těla nebo jako zdroj energie. Naše tělo je přitom schopno v průběu trávení vyloučit všechny druhy enzymů potřebné ke strávení pozřené stravy, bez ohledu na to, jestli je to strava syrová, která ještě enzymy obsahuje, nebo strava tepelně zpracováná, bez vlastních enzymů. Přesto je v trávení syrové a vařené stravy, i jeho důsledcích velký rozdíl. Jakto? Každá součást stravy, ať je to plod, semeno, nebo list má v syrovém stavu kompletní obsah enzymů, které jsou schopny štěpit jeho jednotlivé složky. Třeba nezralý banán není sladký, neobsahuje zatím jednoduché cukry. Když ho ale necháme ležet při pokojové teplotě, enzym amyláza behem pár dní rozloží zásobní škroby na cukry, banán změkne a je sladký. Stejně, pouze za účasti jiných enzymů to funguje u řady dalších plodů. Když sníme potravu které je syrová - je žívá, enzymy v ní nebyly zničeny teplotou nad 45°C - žvýkáním rozrušíme buňečnou strukturu a enzymy se smíchají s celým obsahem. Štěpení živin tak začíná už v našich ústech. Proces pak pokračuje v trávícím ústrojí, kde se přidávají enzymy vyloučené tělem.

Takto přijímají potravu všichni živočichové v přírodě a tak ji po tísíce let přijímali i lidé. Až do okamžiku, kdy si začali stravu tepelně upravovat. Pro strávení tepelně zpracovaného jídla musí tělo všechny enzymy dodat samo. Trávení tak začíná až když je potrava v žaludku promíchána s vyloučenými enzymy (enzymy štěpící cukry jsou vylučovány už v ústech). Tělo tak musí produkovat nadměrné množstí enzymů a to má svoje důsledky. Lidé mají v trávících šťávách mnohem vyšší obsah enzymů než divoká zvířata, což souvisí s jejich zvýšeným vylučováním. Tělo zkrátka musí nahrazovat to, co lidé zničí v hrncích, troubách a na pánvích. Tělo tak musí do produkce enzymů vložit energii navíc a také živiny, potřebné k produkci enzymů. Tak se zbytečně ochuzujeme o některé minerály. Především jsou nadměrně zatěžovány žlázy, vylučující enzymy. Bylo zjištěno, že slinivka lidí a živočichů konzumujících stravu bez obsahu enzymů (tepelně zpracovaná potrava) je až několikrát větší než by měla. Je třeba si uvědomit, že kromě trávících enzymů tělo potřebuje také enzymy metabolismu, které jsou pro jeho činnost zásadní. Jestliže je tělo nuceno se nadmíru věnovat produkci enzymů trávících, činí tak nevyhnutelně na úkor enzymů metabolismu, kterých s postupem času začne ubývat. Následky jakéhokoliv deficitu tak stěžejních prvků metabolismu je snadné domyslet.

Jak píše Dr. Howell ve své knize ENZYME NUTRITION, negativní efekt není patrný okamžitě, a problémy se obvykle začnou objevovat s rostoucím věkem, kdy už tělo neustálé zatížení nezvládá a navíc se projevuje nedostatek kvalitních živin, vlivem konzumace denaturované stravy. Následky jsou zřejmé: předčasná vyčerpanost organismu, únava, obezita, vysoká náchylnost k nemocem, celková sešlost a předčasná smrt. Mladý ječmen Green Ways je zpracován natolik šetrně, že obsahuje celé spektrum živých enzymů. Také mladý ječmen pokud je z vysušené šťávy, (kdy je zpracování natolik šetrné) obsahuje celé spektrum živých enzymů. Enzymatická aktivita byla změřena u 20 známých enzymů, jako např. superoxid dismutáza, kataláza, cytochrom oxidáza a dalších.

Jiný popis stejného tématu:

Důležitost enzymů v potravě

Přítomnost enzymů v denní stravě má pro zachování lidského zdraví naprosto zásadní význam. Pokud tělo přijímá pouze biologicky “mrtvou”, chemicky a tepelně upravovanou stravu, vyčerpává se nutnou produkcí enzymů, které by za normálních okolností přijalo již syntetizované spolu s “živou” neupravovanou rostlinnou stravou. 

Strava bez přítomnosti živých enzymů vede dříve nebo později k přetížení zažívacího ústrojí a žláz produkujících trávicí enzymy, k poruchám trávení (pocity plnosti, nadýmání, říhání, zácpa či průjem) a posléze i ke vzniku civilizačních chorob. O souvislosti vyšší incidence civilizačních chorob s příjmem upravené stravy není pochyb, přesto tomuto faktu není věnována dostatečná pozornost ani ve zdravotnických zařízeních. Důležitost přítomnosti aktivních enzymů v potravě a potažmo i systém enzymoterapie proto není žádnou moderní lékařskou novinkou, ale spíš snahou o navrácení člověka zpátky k přirozenému způsobu života, od kterého jsme se svojí moderní stravou paradoxně značně odchýlili.

Co mají enzymy na starosti?
Hlavní funkcí enzymů v těle je účastnit se veškerých pochodů probíhajících v buňce a zabezpečovat trávení živin přijatých v potravě. Trávicí enzymy štěpí jednotlivé složky potravy (amylázy štěpí cukry, lipázy štěpí tuky a bílkoviny jsou štěpeny proteázami) na jednodušší složky, které jsou potom využity ke stavbě těla nebo jako zdroj energie. Obecně lze říci, že každá přírodní potravina v syrovém stavu obsahuje kompletní výbavu enzymů, které jsou potřebné k jejímu rozštěpení na jednotlivé složky. Tepelně zpracovaná strava, která prošla teplotou vyšší než 45 °C, žádné živé enzymy neobsahuje, jelikož v průběhu kuchyňské úpravy došlo k jejich ireverzibilní denaturaci. Při žvýkání potravy, která je syrová, živá, dochází k rozrušení buněčné struktury a promísení přítomných enzymů s celým obsahem sousta. Štěpení živin v syrové stravě tak začíná již v ústech při jejím mechanickém zpracování nebo dokonce již na talíři při její správné úpravě (kvašené a fermentované potraviny). Proces pak pokračuje v trávicím ústrojí, kde se přidávají enzymy vyloučené tělem. Takto tráví potravu všichni živočichové v přírodě a tak ji po tisíce let trávili i lidé. Až do okamžiku, kdy si začali stravu tepelně upravovat, a snižovat v ní tak přirozený obsah enzymů.

Nedostatek enzymů přetěžuje tělo
Pro strávení tepelně zpracovaného jídla musí tělo všechny enzymy vyprodukovat samo. Oproti trávení živé syrové stravy s vlastním obsahem trávicích enzymů tak musí tělo vyprodukovat výrazně vyšší množství trávicích enzymů. Tělo zkrátka znovu syntetizuje enzymy, které se při tepelné úpravě zničí v hrncích a pánvích, a musí proto do produkce enzymů vložit nejen značnou energii, ale také jednotlivé stavební kameny (aminokyseliny, vitaminy a minerály) potřebné k jejich syntéze. Tak se vlastně zbytečně o tyto látky ochuzujeme a zároveň nadměrně zatěžujeme všechny žlázy, které enzymy vylučují.

Je třeba vzít v úvahu, že pokud je tělo nuceno se nadmíru věnovat produkci trávicích enzymů, činí tak nevyhnutelně na úkor enzymů ostatních, kterých s postupem času začne ubývat. Nadprodukce trávicích enzymů proto může mít vliv na celkovou destabilizaci chemického metabolismu organismu. Negativní efekt přetížení organismu z nadprodukce trávicích enzymů není patrný okamžitě a problémy se obvykle začnou objevovat s rostoucím věkem případně při kumulaci zátěží (nevhodná strava + stres + stoupající znečištění). Následkem je předčasná vyčerpanost organismu, únava, obezita, vysoká náchylnost k infekčním i civilizačním nemocem a celková sešlost.

Vědci se shodují na tom, že člověk se rodí s určitou zásobou enzymů, která se v průběhu života vyčerpává. Bez enzymů dojde k narušení všech životních funkcí – trávení, dýchání, pohybu, proto je pro nás důležité udržet si vysokou hladinu enzymů i v pozdějším věku. Vyčerpávání enzymatické zásoby lze zpomalovat vyhýbáním se potravě a způsobu života, který je na spotřebu enzymů náročnější, a konzumací stravy na přítomnost enzymů bohaté.

*******************************************************************************************************************************************************************

Z knihy: Ernst Günter - PŘIROZENÁ STRAVA  Co vlastně enzymy jsou a v čem spočívá jejich význam?

Enzymy jsou organické látky, které vznikají v rostlinných a živočišných organismech a umožňují rozložení a zužitkování naší přirozené potravy a různé metabolické procesy ve tkáních. Bez enzymů se buňky nemohou dělit. Nemohou růst ani v rostlinné, ani v živočišné říši. Člověk se narodí s určitou zásobou enzymů. To jsou endogenní enzymy, a když tělu nedodáme s potravou jiné (exogenní) enzymy, zásoba se vyčerpá. Vznikají choroby a organismus předčasně stárne a umírá. Protože enzymy jsou termolabilní, podléhají při vaření zkáze. Organismu je můžeme v potřebném množství dodat jen v podobě tepelně nezpracované potravy. Nejvíce enzymů je v obilných zrnech, luštěninách, v semínkách slunečnice, tykve a v ořechových jádrech. V zelenině a ovoci je jich o něco méně, zato mají zvýšený obsah vitamínů, který je k normální funkci enzymů potřebný. V důsledku nedostatku enzymů může dojít k poruše výroby hormonů ve žlázách, k poruše odstraňování škodlivého odpadu v játrech a ledvinách, je ohrožen vznik zdravých a odstraňování vadných a porušených buněk ve tkáních. S nedostatkem živých enzymů souvisí vznik civilizačních chorob, především aterosklerózy a jejích smrtelných následků, rovněž i rakoviny. Když se v organismu vyčerpají endogenní enzymy a včas nedodají exogenní enzymy, dochází k předčasnému stárnutí. Z toho vyplývá, že při dostatečném zásobování enzymy se organismus vzpruží, potíže stáří vymizí, buňky se regenerují, pokožka se stane elastickou, funkce žláz se obnoví a dojde k postupnému omlazení celého organismu, a to i ve sféře sexuální. Přirozená strava je i nejlepším kosmetickým prostředkem. Enzymy urychlují obnovování buněk, tím zabrání vytváření vrásek, udržují hebkost a mladistvý vzhled pokožky.

Obavy, že v zimě je zásobování enzymy nemožné, jsou neopodstatnělé. I když není dostupná čerstvá zelenina a ovoce, nesmíme zapomínat na brambory, mrkev, červenou řepu, česnek, cibuli, zelí apod. Nejbohatším pramenem čerstvých enzymů jsou naklíčené obiloviny a luštěniny.

Mateřské mléko obsahuje v prvních dnech po porodu pětkrát více enzymů než později. Předvídavost přírody je obdivuhodná. Novorozeňátko potřebuje totiž v počáteční etapě svého života mimořádně vysokou dávku enzymů. V našich úvahách jsme už poznali, jak obdivuhodnou úlohu enzymy zastávají, a že jejich funkce podléhá zákonům přírody. Necháme čtenáři na uváženou, jestli ničení enzymů vařením,pasterováním a konzervováním není zločinem proti samé podstatě přírody. Zmíněné procesy znehodnocují i ostatní výživné látky, vápník, fosfor, síru, železo a mnohé další. Tím způsobují celou řadu chorob. Chemici sice tvrdí, že vařením se minerální látky nemění. A to je pravda. Jenže po vaření už nejsou přítomny enzymy, které s minerálními látkami byly organicky provázané. Proto je organismus už nemůže zužitkovat. Stanou se škodlivým odpadem.

V jedné zoologické sbírce v Schaffhausenu můžeme spatřit na lebkách psů a koček mnoho případů zubního kazu. Ale u zvířat žijících ve volné přírodě zůstávají zuby zdravé, protože nežerou nic vařeného.

Syrová strava zabrání nejen vzniku zubního kazu, ale i artróze, ischiasu, poškození páteře, ostatním chorobám kostí, které jsou důsledkem nedostatku minerálních látek ve vařené nebo konzervované potravě. V některých švýcarských základních školách má už při nástupu do první třídy jedna osmina žáků vadné držení těla. Je způsobeno nepřirozenou stravou. Nepomohou léky ani lázeňské procedury, dokud není odstraněna opravdová příčina onemocnění.

Současně s nedostatkem minerálních látek dochází k překyselení organismu, a tím i ke vzniku dalších chorob. V uvařené stravě se zvýší koncentrace kyselin a odpadu, které se dostávají do krve a měly by být z organismu vyloučeny. Jenže v důsledku přetížení vylučovacích orgánů se tento odpad usazuje ve svalech, kloubech, tepnách, žlučníku, ledvinách, kůži atd. Tak vzniká revma, ateroskleróza, srdeční onemocnění, žlučníkové kameny, kožní choroby a podobně. Může znít neuvěřitelně, když konstatujeme, že příčinou všech infekčních chorob je opět jen zaplavení organismu kyselinami a nadbytečným odpadem z nepřirozené vařené potravy. Obavy před choroboplodnými zárodky a viry jsou neopodstatnělé za předpokladu, že si člověk nezničil od přírody vrozenou odolnost proti všem chorobám. U dětí, které jsou od útlého věku o syrové potravě, nejsou často potřebná ani různá, často nebezpečná, očkování. I bez nich jsou tyto děti odolné proti infekčním, ale i všem civilizačním nemocím. Máme-li své děti rádi, vychováváme je ke zdravému životu dobrým příkladem.

*******************************************************************************************************************************************************************

Enzymy jsou molekuly bílkovin, které řídí biochemické reakce. Zahajují a urychlují tyto procesy v každém živém organizmu, aniž by se přitom samy spotřebovávaly. Proto jsou označovány jako biokatalyzátory. Bez enzymů by neexistoval život.

Jako první použil označení „enzymy“ německý lékař Wilhelm Friedrich Kühne v roce 1878. Od roku 1897 je tento pojem všeobecně uznáván pro všechny biokatalyzátory.

Enzymy se skládají z aminokyselin. Celkem existuje 20 aminokyselin, ze kterých jsou složeny všechny bílkoviny v našem těle. Speciální uspořádání těchto aminokyselin určuje prostorovou strukturu i vlastnosti enzymů.

Jak fungují enzymy

V současné době známe v lidském těle na tři tisíce enzymů, ale tento počet není konečný. Každý z těchto enzymů má pouze jediný úkol: hodí se - jako klíč do zámku - jen k určité látce (substrátu), kterou mění zcela určitým způsobem. V organizmu pak enzymy fungují jako dokonale sehraný orchestr, čímž jsou zajištěny nesmírně složité životní mechanizmy a pochody.

Enzymy se mimo jiné podílejí:

  • na všech procesech látkové přeměny
  • na přeměně potravy na stavební součásti, energii a pohyb
  • na odstraňování zestárlých a opotřebovaných buněk i na jejich náhradě novými buňkami
  • na zneškodňování odpadních látek metabolizmu
  • na nervové činnosti a myšlení
  • na obraně těla proti mikrobům i jiným škodlivinám
  • na hojení všech druhů zánětů

Využití enzymů při léčbě

Již v dávnověku lidé používali k léčení různých ran a vředů dužinu a šťávu z ovoce bohatého na enzymy (fíky, papáju, ananas) nebo čerstvé části některých orgánů obětních zvířat, aniž by věděli, že jejich účinek souvisí s vysokým obsahem enzymů. Moderní medicína využívá zcela určité enzymy pro léčbu řady onemocnění. Některé enzymy se podávají na podporu trávení, jiné se používají k místní (lokální) léčbě špatně se hojících ran a další slouží v injekční formě k rozpouštění krevních sraženin v cévách životně důležitých orgánů - např. při léčbě akutního infarktu.

Co znamená systémová enzymoterapie

V posledních desetiletích se rozvíjí a je stále více využívaná metoda, která prostřednictvím vybraných enzymů ovlivňuje řízení a funkci imunitního systému. Vyvážený imunitní systém je základním předpokladem stavu, který si všichni přejeme – zdraví.

Aby se mohl rozvinout účinek těchto enzymů v celém organizmu, nesmí být v žaludku poškozeny kyselými trávicími šťávami. Jsou proto v tabletách chráněny speciálním obalem. Rozpouštějí se až v tenkém střevě, kde probíhá vstřebání části enzymů do krevního a mízního oběhu a do tkání. Působí pak v celém organizmu (systému), např. v místech zánětu, poranění apod.

Enzymy řídí fungování imunity

Z vnějšího světa nás neustále napadají původci různých nemocí a škodliviny. Abychom vůbec dokázali přežít, má naše tělo vlastní „ochranný val“ – imunitní systém. Dlouho však bylo hádankou, jak se tento systém dokáže úspěšně bránit tak rozličným útočníkům, jako jsou viry, bakterie, houby, jedy atd. Imunologie a výzkum enzymů mezitím ledacos objasnily.

K dispozici máme hned několik obranných systémů. Jsou rozmístěny po celém těle a musí navzájem úzce spolupracovat. Tato souhra probíhá v režii enzymů. Enzymy umějí imunitní systém nastartovat a zvýšit jeho obranyschopnost a ve správný okamžik zase dovedou jeho aktivitu utlumit.  To je zvlášť důležité, protože příliš silná imunitní reakce by mohla zničit zdravé tkáně, což může vést k rozvoji autoimunitních onemocnění, jako jsou mnohočetná roztroušená skleróza nebo revmatoidní artritida.

Enzymy tedy dokážou udržet imunitní systém ve zdravé rovnováze.

Důležitá je aktivita a správná kombinace

Vybrané enzymy dostávají přirozenou cestou imunitní systém do stavu pohotovosti, ve kterém je schopný rychle a účinně reagovat. Každý jednotlivý enzym používaný v systémové enzymoterapii má určitý účinek na různé regulační oblasti v organizmu. Papain, který se získává z mléčné šťávy nezralé papáje, působí především na imunitní systém. Bromelain, jehož největší koncentrace je v košťálu ananasu, má protiotokový účinek. Trypsin a chymotrypsin ovlivňují tekutost krve. Sliznice je rychleji prokrvena, takže obranné buňky se rychleji dostanou na místo, kde jsou zapotřebí. Je tedy logické, žekombinace několika enzymů ovlivní imunitu více než každý enzym sám o sobě. Přitom je zvlášť důležité, aby podávané enzymy měly vysokou enzymatickou aktivitu, aby byly opravdu velmi kvalitní.

Další zdroje: Wikipedie nebo http://fblt.cz/skripta/ii-premena-latek-a-energie-v-bunce/6-enzymy/  a

http://www.studiumbiochemie.cz/prirodni_latky_enzymy.html

Enzymy v semenech

Snad nejpozoruhodnější je mechanizmus fungování enzymů obsažených v semenech. Semeno je určeno k reprodukci, tedy k dalšímu pokračování života rostliny, k zajištění potomstva. Proto je každé semeno živou zásobárnou toho nejlepšího, co bude mladá rostlina pro svůj růst a vývoj potřebovat. Jsou zde vitaminy, minerály, bílkoviny, energie v podobě sacharidů (většinou škrobů) a tuků, vláknina v podobě obalů, které semeno chrání před vnějšími vlivy, a v neposlední řadě také život sám – enzymy. Semeno však obvykle ještě musí nějakou dobu počkat na podmínky příznivé pro život rostliny. Uzrálo v létě nebo na podzim a teprve za několik měsíců nastanou podmínky opět vhodné, aby mladá rostlina, která ze semínka vzejde, mohla vyrůst a zajistit další potomstvo. A protože jsou enzymy velice aktivní a samy o sobě by daly rostlině vyrůst brzy a třeba i do zimní nepohody, musí být na nějakou dobu uspány. O tento spánek se starají enzymové inhibitory.

Teprve když je dost tepla, světla a vláhy, aby mohla mladá rostlina přežít, enzymové inhibitory jsou deaktivovány (jejich vazba s enzymy se uvolní) a enzymy mohou začít svou práci.

V tuto chvíli enzymy například v klíčícím mungu, žitě či slunečnici začínají pracovat i pro nás. Postupně rozkládají škroby na jednodušší cukry, bílkoviny na aminokyseliny, tuky na mastné kyseliny. Na světle a opět za přítomnosti enzymů časem začíná fungovat fotosyntéza, tvoří se vitamin C, vitamíny skupiny B a mnoho dalších látek potřebných pro rostlinu a zdravých pro nás. Kdybychom snědli semeno suché, ještě spící, dokud obsahuje spoustu pro naše trávení složitých látek, způsobili bychom si spíš zažívací obtíže, než abychom si prospěli.

Suchá olejnatá semena se v určité míře konzumovat dají. I ta jsou však výrazně stravitelnější, chutnější a výživnější, pokud je před konzumací alespoň namočíme nebo ještě lépe naklíčíme.

Enzymy

Poprvé byl enzymatický účinek dokázán v kvasnicích, proto se tak také jmenují (z řeckého en zýmé = v kvasnicích). Jsou to biokatalyzátory, které katalyzují až 99% organických reakcí, které se v organismu odehrávají. Strukturně jde většinou o proteiny, ale katalytický účinek má také rRNA. O těchto pak mluvíme jako o ribozymech.

Srovnání katalyzátorů

Při srovnání s anorganickými katalyzátory jsou mnohem účinnější, a to i ve velmi malých množstvích. Jako každý katalyzátor i oni snižují aktivační energii reakce.
Na rozdíl od anorganických katalyzátorů má každý enzym svoji reakční účinkovou specifitu, což znamená, že jsou schopni katalyzovat pouze jeden typ reakce, jednu konkrétní vazbu. Mají i substrátovou specifitu, kdy na každý typ enzymu připadá jeden typ látky. I toto má své výjimky, například alkoholdehydrogenáza na sebe váže a oxiduje jak ethanol, tak methanol. Enzym si může „vybírat“, rozlišují i jednotlivé optické izomery dané látky.
Enzymy fungují jen za určitých podmínek, tedy v určitém teplotním rozmezí a při určitém pH, pracují tedy za mírných podmínek vnitřního prostředí. Tímto je jejich činnost snadno regulovatelná. Mimo regulaci prostředím se mohou enzymy ovlivňovat i jejich aktivací. Tu je možné provést třeba fosforilací, tedy navázáním fosfátu.
Katalytický účinek enzymu je udán množstvím enzymu, které za standardních podmínek přemění 1 mol substrátu za sekundu. Udává se v jednotkách katal (1 kat).
Pro oba katalyzátory je společné snižování aktivační energie tím, že se jeden reakční krok převede na dva, čímž se radikálně sníží potřebná energie k uskutečnění reakce.

Struktura

Většina enzymů má poněkud složitou strukturu. Takovéto enzymy se nazývají holoenzymy. Takovouto složitou strukturu můžeme dále rozdělit na dvě části. První je nebílkovinná část a říká se jí kofaktor. Proteinová část se jmenuje apoenzym. Vlastní reakce probíhá v aktivním centru, kde dochází k přeměně substrátu. Kofaktor může být dvojího typu. První možností je, že se kofaktor váže na apoenzym kovalentní vazbou. V takovémto případě mluvíme o prostetické skupině. V případě, že je kofaktor navázán na apoenzym pouze slabými vazbami, tedy vodíkovými můstky a nebo van der Waahlsovými silami, mluvíme o tom, že je na apoenzym navázán koenzym.

Působení enzymu

Mechanismy působení enzymů nebyly dosud dokázány, ale byly vyřčeny dvě poměrně reálné teorie. První teorií je teorie komplementarity, tedy teorie zámku a klíče. Tato teorie předpokládá, že substrát přesně odpovídá struktuře enzymu, respektive odpovídá struktuře aktivního centra enzymu. Druhou teorií je teorie indukovaného přizpůsobení, neboli teorie ruky v rukavici. Tato teorie tvrdí, že se aktivní centrum přizpůsobuje substrátu, se kterým reaguje.

Ovlivňující faktory

Prvním faktorem, který ovlivňuje enzymatickou aktivitu je vzájemná koncentrace substrátu a enzymu. Je li buď substrát nebo enzym přítomen ve stálém množství, dochází k zvyšování aktivity reakce až do bodu saturace. Od bodu saturace již můžeme zvyšovat koncentraci obou látek, ale na běhu reakce se to nijak neprojeví.
Druhý faktorem je hodnota pH prostředí, ve kterém reakce běží. Většina enzymů má pH optimum okolo 7,3. Od tohoto průměru se ale některé enzymy odlišují. Příkladem jsou enzymy v trávícím traktu. Enzym pepsin, který se vyskytuje v žaludku, kde je pH kyselé díky trávicím šťávám, především tedy HCl, má pH optimum okolo 2. Jeho působení musí být přizpůsobeno prostředí, aby enzym vůbec mohl fungovat. Naopak trypsin, který se vyskytuje v duodenu, má pH optimum okolo 8. To je způsobeno zpětnou resorpcí iontů v této oblasti střeva, a to především vápenatých iontů.
Třetím faktorem je teplota. U teploty je podobně jako u pH problém, že enzymy jsou bílkovinné povahy a tudíž mohou denaturovat. Teplotní optimum proto nemůže být přesně nastavené na běžnou teplotu lidského těla, protože by při každém onemocnění všechny enzymy zdenaturovali. Tím, že mají teplotní optimum okolo 40°C se jejich aktivita při onemocnění stupňuje, čímž pomáhají imunitnímu systému. Nad tuto teplotu se již enzymatická aktivita snižuje a enzymu obecně v reakční směsi ubývá, protože dochází k jejich denaturaci.

Regulace enzymu

Činnost enzymu musí být podle potřeby regulována. Dochází u nich k aktivaci i k inhibici. Enzymy jsou často produkovány v neaktivní formě tzv. proenzymu neboli zymogenu. Aktivaci způsobí až proteolytické štěpení části apoenzymu, např. kyselé prostředí žaludku přeměňuje neaktivní pepsinogen na aktivní enzym pepsin. Kdyby buňku produkující pepsinogen produkovali aktivní pepsin, docházelo by k jejich destrukci.
Aktivace může být způsobena i změnou aktivního místa, která je způsobená navázáním nějaké molekuly (regulátoru a to buď aktivátoru nebo inhibitoru) mimo aktivní centrum do tzv. allosterického centra. Takováto aktivace se jmenuje allosterická. Navázáním regulátoru do allosterického centra dochází ke strukturní změně, která se projeví i na aktivním centru. Aktivovaný enzym pak katalyzuje tak dlouho, dokud je katalýzy zapotřebí. Jakmile již není katalýza nutná, dochází k inhibici. Druhou možností enzymatické regulace je inhibice. Ta může být vratná i trvalá. Tímto se může enzymu buď úplně odstranit jeho funkce, nebo se může pouze omezit jeho katalytický účinek. Kompetitivní, neboli soutěživá, čili vratná, neboli reversibilní inhibice je založena na „soutěžení“ inhibitoru se substrátem o aktivní místo. Ta látky, které je více se vždy přednostně navazuje na aktivní centrum, a látka jejíž koncentrace je nižší se do aktivního centra nenavazuje. I inhibice mohou být allosterické. Je li na allosterickém místě navázán inhibitor, dojde ke strukturní změně na aktivním místě a enzym se tak stává neaktivním.
U nekompetitivní neboli nevratné, tedy irreverzibilní inhibice se aktivní nebo allosterická místa zablokují tím, že se do nich naváže inhibitor naváže kovalentní vazbou. Inhibitorům, které jsou tohoto schopné se říká katalytické jedy. Dochází k zablokování reaktivní skupiny aktivního centra enzymu, tedy například –OH nebo –SH. Jako katalytické jedy často působí kationty těžkých kovů. Jakmile je na aktivním místě enzymu navázán inhibitor, již tam substrát nepustí.

Význam enzymů v praxi

Enzymy se používají v pracích prášcích. Použité enzymy se získávají z termofilních bakterií, takže mají enzymy posunuté teplotní optimum, takže se nemusí omezovat teplota praní. Enzymatické technologie se používají v pivovarnictví, sýrařství nebo pekařství. Jsou i předmětem zkoumání toxikologů, kteří zkoumají katalytické jedy. V medicíně se bakteriální enzymatické řízení používá při tvorbě antibiotik, například sulfoamidy. Ty blokují bakteriální, ale nikoli lidský metabolismus. Enzymy jsou i cytostatika, která účinkují proti zhoubnému bujení, rakovinám, které jsou schopné blokovat enzymy řídící mitózu.

Názvosloví enzymů

Názvosloví enzymů se značně vyvíjelo. Původně ho charakterizovala koncovka –IN (např. trypsin, pepsin), což bylo ale vzhledem k počtu enzymů neudržitelné. Zavedlo se tedy názvosloví nové, podle toho s jakým substrátem enzym reagoval.Názvosloví tedy mělo tuto formu:substrát + -ASA (popř. –ÁZA), např. amyláza, lipáza, alternativou k tomuto byl popis reakce, které enzym provádí a názvosloví pak vypadalo takto: reakce + -ASA, -ÁZA, např. oxidáza, hydroláza. Dnes se názvy tvoří kombinací posledních dvou jmenovaných. Vypadá následovně: substrát + reakce + -ASA, -ÁZA, např. alkohol-dehydrogenáza. Dnes je známo přes 3000 různých enzymů, které jsou klasifikovány podle reakcí, které katalyzují, do 6 enzymatických tříd, které jsou dále děleny na podtřídy, ty na skupiny. Podle tohoto zařazení pak každý enzym dostává své pořadové číslo. Enzymatická komise při IUPAC pak uděluje každému enzymu čtyřmístné kódové číslo. Např. E.C. 1.1.1.27 znamená: (EC je zkratka Enzyme Comission), 1 na prvním místě znamená enzym 1. třídy, tedy oxidoreduktáza, 1 na 2. místě znamená podtřídu způsobující oxidaci primární alkoholové skupiny, 1 na 3. místě znamená přítomnost pyridinového koenzymu a 27 je pořadové číslo enzymu, konkrétně se jedná o laktát-dehydrogenázu.

Třídy enzymů


1. Oxidoreduktázy

Oxidace kyseliny mléčné

Oxidoreduktázy způsobují mezimolekulové redoxní přeměny, přenos vodíku, kyslíku a elektronů. Většinou obsahují na sobě navázané přenašečové kofaktory, jako NAD+, NADP+, FAD nebo cytochromy, tedy látky zodpovědné za redoxní reakci. Tato reakce je katalyzovaná enzymem laktátdehydrogenázou. Dochází zde k oxidaci kyseliny mléčné na kyselinu pyrohroznovou.

Odbourávání alkoholu

Toto je další významná enzymatická reakce. Podílí se na ní enzym alkoholdehydrogenáza, a je to reakce odbourávání alkoholu na acetaldehyd, který pak následně způsobuje kocovinové stavy.

2. Transferázy

reakce katalizovaná hexokinázou

Transferázy katalyzují přenos nejrůznějších funkčních skupin, např. –CH3, -NH2, přenos glukózy, fosfátu atd. Při této reakci se vzniká z D glukózy glukóza-5-fosfát za katalytického působení enzymu hexokinázy.

reakce alaninu s 2-oxoglutarátem

Zde dochází k reakci Alaninu s 2-oxoglutarátem za vzniku pyruvátu a kyseliny glutamové. Reakce je katalyzována enzymem alaninaminotransferázou.

3. Hydrolázy

reakce katalizovaná lipázou

Hydrolázy způsobují hydrolytické štěpení vazeb, např. rozklad peptidových, glykosidických, esterových, fosfodiesterových vazeb. Do této skupiny patří trávicí enzymy (např. lipázy), pracují bez kofaktorů. Obecně lze říci, že značné množství hydrolýz pracuje bez kofaktorů.


4. Lyázy (Syntázy)

reakce katalizovaná aldózou

Lyázy působí nehydrolytické nebo neoxidační štěpení vazeb, často za vzniku dvojné vazby, dochází tedy k eliminaci, a nebo naopak dvojná vazba zaniká, dochází k adici. Při štěpení se často odštěpuje malá molekula (H2O, CO2, NH3).

Tuto reakci umožnil enzym aldoláza. Reaguje zde D fruktóza-1,6-bisfosfát a vzniká dihydroxyaceton fosfát a glyceraldehyd fosfát.

reakce katalizovaná porfobilinogensyntházou

Tato reakce je umožněna porfobilinogensyntházou. Jak vidíte, dochází při ní k syntéze bilinogenu, tudíž se asi bude podílet na reakcích v organismu, při nichž vznikají barviva biliny.

5. Isomerázy

reakce katalizovaná triosafosfátisomerázou

Isomerázy katalyzují isomerace, přesuny atomů a skupin v rámci molekuly. Často pracují bez koenzymů. Tato reakce je umožněna enzymem citrátsyntháza. Tvoří se z kyseliny citronové kyseliny isocitronová.

Enzym triosafosfátisomeráza mění tuto triózu z aldózy na ketózu.

6. Ligázy (Synthetázy)

reakce katalizovaná citrátsyntházou

Ligázy katalyzují vznik energeticky náročných vazeb za současného štěpení makroergních sloučenin (např. ATP). K tomu je zapotřebí, aby pracovali v prostředí, které je jim schopno dodat energii.

reakce katalizovaná glutaminsynthetázou

Enzym glutaminsynthetáza zde převádí kyselinu glutamovou na glutamin za spotřeby ATP.