Een enzym is een eiwit dat door ons lichaam wordt gemaakt door bepaalde aminozuren aan elkaar te koppelen. Dit wordt bepaalt door genetische informatie uit de celkern, het zogenoemde DNA. Het zijn organische moleculen die voor processen in je lichaam zorgen en ze versnellen ook processen. Een enzym is een biologische katalysator.
Enzym, wat is het
Een enzym is een eiwit dat ervoor kan zorgen dat een reactie (sneller) verloopt. Als een bepaalde stof afgebroken of omgezet moet worden naar een andere stof, doet een enzym dat. Dit gebeurd bijvoorbeeld bij het verteren van voedsel.
Een enzym bestaat uit een keten van een bepaalde soort stofjes, aminozuren genoemd. De volgorde van deze aminozuren noemt men de primaire structuur van het enzym. Deze aminozuurketen gaat zich vervolgens op een bepaalde manier rangschikken: als een plaat of als een helix. Dit noemt met de secundaire structuur. Hierna worden de platen en helices nog eens op allerlei manieren gevouwen; dat noemt men de tertiaire structuur. En als laatste kunnen verschillende van deze ketens samen een enzym vormen, wat men dan de quarternaire structuur noemt. De vorm van een enzym is cruciaal voor de werking van het enzym. Wat een enzym doet is namelijk vrij simpel. Enzymen zijn ervoor gebouwd om bepaalde stoffen om te zetten in andere. Als zo’n stof in de buurt komt, bindt het enzym ermee. Dit gebeurd doordat de stof precies op een plekje in het enzym past: de actieve site. Vervolgens verbreekt het enzym bindingen in die stof, waarbij energie vrijkomt waar het enzym het allemaal voor doet. Hierna laat het enzym de stof weer los, die nu in stukjes gebroken is, en kan het verder met het verwerken van een ander molecuul. Soms zijn er meerdere enzymen nodig om een stof helemaal te verwerken.
Als een enzym verhit word, of in een te zuur milieu terechtkomt, kan het enzym vervormen. Hierdoor vervormt ook de actieve site, waardoor de te verwerken stoffen niet meer passen en het enzym dus niet meer werkt.
Enzym (gistingsproces)
Zonder dat de Egyptenaren het wisten, maakten zij gebruik van enzymen om hun brood te laten gisten. Dit deden zij al 7000 jaar geleden. Zij deden dit door oude deegresten samen met nieuw deeg te laten rijzen.
katalysator
Het woord katalysator is afgeleidt van het Griekse woord katalyses, wat “ontbinding” betekend. Een katalysator heeft meerdere betekenissen, zowel in de Scheikunde als in de Biologie.
Een katalysator is een chemische stof die een reactie versnelt of vertraagt. Alleen de katalysator verandert niet van hoeveelheid, het wordt gebruikt maar niet verbruikt. In de biochemie is er een katalysator waarvan gebruik wordt gemaakt om de reactie te versnellen of te vertragen. Alleen heet in de biochemie de katalysator een enzym. Een katalysator is ook het gebruikte materiaal dat op een brandhaard wordt aangebracht om het brandproces te versnellen. In dit geval is de katalysator de benzine, maar wordt deze wel gebruikt en ook verbruikt. De katalysator kan een filter zijn om schadelijke gassen tegen te houden. Ze zitten vaak in auto’s zodat uitlaatgassen gezuiverd kunnen worden. De filter wordt gebruikt maar niet verbruikt, want na het proces is de filter nog aanwezig. Dus een filter is een katalysator.
Enzymen (chemisch)
Een chemische verbinding is een chemische stof die uit twee of meer chemische elementen bestaat. Er komen elementen in vaste stof voor in chemische verbindingen, en deze worden in verhouding weergegeven. Dit heet de ‘molecuulformule’. Enzymen zijn eiwitten. Eiwitten bestaan uit ketens aminozuren, dus horen enzymen bij de groep aminozuren. Aminozuren zijn organische verbindingen die een carboxyl- en een aminegroep hebben. Aminozuren bestaan uit de elementen koolstof (C), waterstof (H), zuurstof (O) en stikstof (N). De verhouding waarin de elementen zitten verschilt per aminozuur. De keten van de aminozuren wordt bij elkaar gehouden door peptidenbindingen. Hierbij reageert de aminegroep met de carboxylgroep. De ketens van de aminozuren worden opgevouwen tot een eiwit. Om het eiwit stabiel te houden worden er waterstofbruggen en zwavelbruggen gevormd.
Er zijn veel verschillende soorten enzymen, en die hebben allemaal een eigen functie. Je hebt enzymen als proteasen, lipasen, amylasen en celullasen. Proteasen breken eiwitten af, zoals bloed, eieren, melk of cacao. Lipasen splitst plantaardig en dierlijke vetten af in glycerine en vetzuren. Amylasen breken zetmeel af, van bijvoorbeeld chocolade, aardappelen enrijst. Cellulasen maken vezels gladder. Dus in het kort werken enzymen op de chemische verbindingen tussen Koolstof(C), Waterstof(H) en Zuurstof(O).
Enzym (studie)
De systematische studie naar enzymen is laat op gang gekomen, omdat de mogelijkheden er vroeger niet waren om enzymen goed te analyseren en daarmee ook te onderzoeken. De kennis over de cel en welke processen daarin voorkomen is ook pas relatief kort geleden bekend geworden. Hiermee werd ook een belangrijk deel van de werking van enzymen bekend.
De sleutelslothypothese
De sleutelslothypothese is een hypothese die iets zegt over de functie van een aantal enzymen. Zo’n paar is uniek ze passen precies in elkaar en alleen als ze contact hebben gemaakt worden er signalen doorgegeven om een bepaalde actie tot stand te brengen. Dit kan alleen maar als de twee enzymen perfect in elkaar passen (als een sleutel en een slot) anders heeft het niet de optimale werking of werkt helemaal niet.
Op een cel van een levend wezen zitten receptoren die alleen kunnen sluiten met een bepaald eiwit. Als bijvoorbeeld een hormoon (soort eiwit) een cel wil laten delen gaat deze op zijn ‘slot’ enzym zitten het signaal wordt dan aan de cel doorgegeven en gaat daarmee delen.
Enzymen en wasmiddelen
Tegenwoordig bevatten vrijwel alle wasmiddelen enzymen. Deze enzymen zorgen er voor dat lastige vlekken verwijderd worden. Voor verschillende vlekken zijn verschillende enzymen nodig, zo zijn er bij vetvlekken (saus) Lipasen nodig, bij eiwithoudende vlekken (melk) Proteasen en bij zetmeelhoudende vlekken (chocolade) Amylasen.
Enzymen worden door organismen gemaakt om bepaalde moleculen om te zetten in andere moleculen. Ze knippen ze in stukjes of plakken verschillende moleculen aan elkaar. Ook de enzymen in wasmiddelen doen dit. Ze verwerken de vieze stoffen in de vlekken tot kleine stukjes waardoor deze opgelost worden in het water. Door enzymen toe te voegen aan wasmiddelen kon voortaan op een lagere temperatuur gewassen worden, omdat enzymen beter werken bij 60 ºC dan bij 90 ºC.
De enzymen die in wasmiddelen zitten worden geproduceerd door bacteriën. Onderzoekers zochten de bacteriën in de natuur, en als ze er een vonden met goede eigenschappen zorgden ze ervoor dat deze zich vaak deelde waarna het goede enzym uit de bacterie gehaald kon worden. Tegenwoordig veranderen ze vaak de genetische code van de bacteriën, zodat de geproduceerde enzymen net iets beter werken. Als het enzym uit de bacterie gehaald is komt het in een klein vetbolletje te zitten wat het enzym beschermd. Zo kan het in de wasmachine zijn werk gaan doen.
Voor meer informatie: zie mijn website.
