Ферменти - це спеціалізовані білки, які організм використовує для проведення найрізноманітніших хімічних реакцій. Без ферментів ці реакції не відбудуться досить швидко, щоб підтримувати життя людини. Три з багатьох специфічних застосувань ферментів у вашому організмі включають перетравлення їжі, копіювання вашої генетичної інформації для створення нових клітин та отримання енергії.
Перетравлення їжі
Їжа, яку ви їсте, повинна бути розбита на складові поживні речовини, щоб їх організм засвоював і використовував. Ферменти травної системи належать до класу ферментів, які називаються гідролазами. Ці ферменти викликають реакцію під назвою гідроліз, який розщеплює великі молекули на більш дрібні одиниці. Існує багато різних травних ферментів для розщеплення різних типів харчових компонентів. Наприклад, ферменти під назвою пепсин і трипсин перетравлюють дієтичні білки. Інша гідролаза, яка називається ліпаза, виділяється вашою підшлунковою залозою і допомагає розщеплювати дієтичні жири. Фермент амілаза стимулює перетравлення дієтичного крохмалю.
Копіювання ДНК
Ваші клітини містять генетичний матеріал, який називають хромосомою, кожна з яких містить масив генів, що кодують ваш індивідуальний генетичний склад. Цей генетичний матеріал знаходиться у формі молекули, званої дезоксирибонуклеїновою кислотою, або ДНК. Коли клітини вашого тіла діляться, кожна новостворена клітина повинна містити точну копію вашої ДНК. Для здійснення цього копіювання чи реплікації ваш організм покладається на конкретні ферменти. Наприклад, ферменти, звані геліказами та гіразами, розмотують щільно згорнуті нитки ДНК, щоб їх можна було скопіювати. Ферменти ДНК-полімерази беруть участь у фактичному процесі копіювання. Ферменти ДНК-лігази беруть участь у завершенні процесу копіювання.
Виробництво енергії
Ваше тіло повинно генерувати енергію для виконання всіх своїх функцій. Хоча цукор у крові або глюкоза є кращим паливом для отримання енергії, протеїни та жири також можуть використовуватися. Ці складні процеси - в сукупності відомі як клітинне дихання - покладаються на ферменти і утворюють молекули, звані аденозинтрифосфатом (АТФ), які живлять ваші клітини. Наприклад, вироблення енергії за допомогою глюкози називається гліколізом. Кожна з 10 стадій гліколізу включає різний фермент. Кожна молекула глюкози, розбита гліколізом, дає 2 молекули АТФ. Приклади ферментів, використовуваних у гліколізі, включають гексокіназу, альдолазу, енолазу та піруваткіназу. Інші ферменти беруть участь у виробленні АТФ з білків і жирів.
Ферменти та здоров'я людини
Багато медичних станів пов'язані з проблемами ферментів. Наприклад, дефіцит травного ферменту лактази, який розщеплює молочний цукор, призводить до непереносимості лактози. Більш серйозний дефіцит травних ферментів може розвинутися при запаленні підшлункової залози або панкреатиті. Цей стан часто пов’язаний із втратою ваги та неправильним харчуванням через знижену здатність перетравлювати продукти, що вживаються в раціоні. Успадковані розлади також можуть викликати дефекти ферментів, які можуть мати катастрофічні наслідки. Наприклад, у дітей, народжених із хворобою Тай-Сакса, спостерігається генетична аномалія ферментом, який називається бета-гексосамінідаза А. Порушена функція цього єдиного ферменту призводить до руйнування нервових клітин головного та спинного мозку. Діти, народжені з цим розладом, зазвичай помирають у ранньому дитинстві.
Відгук: Тіна М. Сент-Джон, д.м.н.
