Enzymfunktionen

Signaltransduktion

Enzyme sind in der Lage, an der Signaltransduktion teilzunehmen, bei der ein chemisches oder physikalisches Signal durch eine Zelle als eine Reihe von molekularen Ereignissen übertragen wird, und letztendlich eine zelluläre Reaktion auftritt. Die häufigsten Enzyme in der Signaltransduktion sind Proteinkinasen, die die Proteinphosphorylierung katalysieren.

Abbau von Makromolekülen

Große Moleküle können von Enzymen in kleine Fragmente zerlegt werden, die dann leicht vom menschlichen Körper aufgenommen werden können. Viele Nährstoffe liegen in Form von großen Molekülen wie Zucker, Proteinen und Fetten vor, die vom menschlichen Körper nicht leicht aufgenommen werden können. Daher werden diese Inhaltsstoffe von Enzymen in kleinere Stücke zerlegt, bevor sie aufgenommen werden, und dieser Prozess wird Katabolismus genannt. Nach der Aufnahme werden die kleinen Moleküle als Bausteine verwendet, um den Körper durch Gewebereparatur, Regeneration und Wachstum zu erneuern, und dieser Prozess wird Anabolismus genannt. Viele Enzyme müssen im Katabolismus und Anabolismus eingesetzt werden, wie Amylasen und Proteasen.

Energieerzeugung

Enzyme können Energie für lebende Organismen erzeugen. Adenosintriphosphat, auch bekannt als ATP, ist die Hauptspeicherform chemischer Energie. ATP ist eine geladene Batterie, die Energie freisetzen kann, die biologische Aktivitäten antreibt. Enzyme sind die Umwandler, die Energie in geeignete chemische Formen umwandeln und in ATP-Molekülen speichern. Die meisten dieser Enzyme werden ATP-Synthasen genannt.

Ionenpumpen

Einige Enzyme in der Zellmembran fungieren als Ionenpumpen, um Ionen gegen ihren Konzentrationsgradienten durch eine Plasmamembran zu bewegen, die an aktiven Transportmechanismen beteiligt sind. Diese primären Ionen-Transporter können Energie aus verschiedenen Quellen, einschließlich ATP, Sonnenlicht und anderen Redoxreaktionen, in potenzielle Energie umwandeln, die in einem elektrochemischen Gradienten gespeichert ist.

Abwehr und Clearance

In Organismen gibt es immer einige nicht-nährstoffhaltige Substanzen aus der externen Umgebung oder die vom Körper selbst produziert werden, die weder in zelluläre Bestandteile umgewandelt noch als Energiequelle verwendet werden können. Daher müssen sie in Produkte umgewandelt werden, um ausgeschlossen oder als physiologische, pathologische oder toxikologische Komponenten genutzt zu werden. Enzyme, die an diesem Verfahren beteiligt sind, können ein einzelnes Enzym, ein Komplex, der verschiedene Enzyme umfasst, oder ein Enzymsystem sein, das eine Reihe von biochemischen Reaktionen durch Oxidation, Reduktion, Hydrolyse usw. durchführt.

Zellregulation

Enzyme können Teile der inneren Struktur einer Zelle bewegen und sie reorganisieren, um die Zellaktivitäten zu regulieren. Sie liefern Pakete von einem Teil zum anderen innerhalb der Zellen, ziehen Chromosomen auseinander, wenn die Zellen Mitose durchlaufen, und ziehen auch Zilien, um die Zellbewegung auszulösen oder um den Zellen zu helfen, Schleim in den Atemwegen nach oben zu bewegen, um die Atemwege frei zu halten. Häufige Enzyme, die an diesen oben genannten Bewegungen beteiligt sind, sind Myosin-ATPase, Kinesin-ATPase und Dynein-ATPase.

Andere Funktionen

Zusätzlich sind Enzyme auch in der Lage, Bewegung zu erzeugen, wobei Myosin ATP hydrolysiert, um Muskelkontraktionen zu erzeugen, und intrazelluläre Substanzen im Zellinneren als Teil des Zytoskeletts zu transportieren. Enzyme sind wichtige Akteure in vielen anderen Funktionen, einschließlich Immunantworten und Alterungsprozessen. Luciferase ist der Hauptgrund für das Leuchten von Glühwürmchen, und Enzyme in Viren sind an der Infektion von Zellen oder der Freisetzung von Viruspartikeln aus Wirtszellen beteiligt.