b) Die räumliche Struktur der Enzyme:

Wichtig für das Verständnis der Enzyme, ist die Tatsache, dass Enzyme nur dann richtig funktionieren, wenn ihre Struktur intakt ist. Ein übermäßig hoher oder niedriger pH, oder eine übermäßig hohe Temperatur verformt die Enzyme bis sie schließlich denaturieren (sie "gerinnen": Beipiel: wenn man ein Hühnerei kocht, so denaturiert man das Eiweiß, es gerinnt). Die Aminosäuresequenz (= die Primärstruktur) bleibt erhalten, die Sekundär- und Tertiärstruktur (= die räumliche Anordnung) wird dabei zerstört). Enzyme brauchen also für eine optimale Funktion einen "optimalen" pH und eine "optimale" Temperatur. Ein übermäßig hoher oder niedriger pH sowie eine übermäßig hohe Temperatur verändern die Struktur der Enzyme und somit ihre Funktion.

 

Enzyme setzen ihr Substrat im sog. "aktiven Zentrum" um. Das kann man sich mit dem Schlüssel-Schloß Mechanismus vorstellen. Das Enzym bildet das Schloß (eine "Aushölung" im Protein), das Substrat bildet den Schlüssel. Enzyme sind dabei hochspezifisch für ihre Substrate, das heißt, es gibt nur einen Schlüssel fürs Schloß.

c) Enzyme im menschlichen Organismus.

Aus der oben genannten Fähigkeit der Enzyme, die Aktivierungsenergie zu senken, geht hervor, das Enzyme beinahe an allen Stoffwechselprozessen im Organismus beteiligt sind. Dazu zählen der Kohlenhydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsel und somit die gesamte Energiegewinnung, die Reaktionen des Citratzyklus und der Atmungskette  in der Verdauung zum Spalten von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen, in der Abwehr von Bakterien, Viren, Pilzen oder Parasiten, in der Synthese von DNA, Zellbestandteilen,..........Mehr als 1000 Enzyme hat man bisher darstellen können.

 

Enzyme, welche die gleiche Reaktion katalysieren, aber eine verschiedene Struktur (Aminosäurensequenz) aufweisen, bezeichnet man als Isoenzyme. Dies ist deshalb wichtig, weil die diversen Isoenzyme in unterschiedlichen Organen auftreten. Ein Beispiel dafür ist die Creatinphosphokinase  welche z.B. im Herzmuskel (Myokardtyp), Skelettmuskel (Skelettmuskeltyp) oder im Gehirn als Hirntyp vorkommt.

d) Enzyme in der Medizin:

Oftmals gibt es Enzyme die für bestimmte Organe typisch sind und nur in diesen vorhanden sind. Durch den tagtäglichen natürlichen Zelluntergang gelangen immer geringe Mengen von diesen Enzymen ins Blut und können dort gemessen werden.

 

Dabei wird übrigens selten das Enzym selbst direkt gemessen, sondern die Blutprobe wird verwendet um die Aktiviät der in der Probe vorhandenen Enzyme zu messen, also wieviel Substrat pro Zeiteinheit umgesetzt wird. Ein Umsatz von einem Mikromol pro Minute wird dabei als "eine Internationale Einhiet" (im englischen: Unit) bezeichnet. Je mehr Umsatz pro Minute, desto mehr Enzym muss in der Probe sein. Wird nun ein Organ geschädigt, so bedeutet dies, das dabei vermehrt Zellen absterben und es gelangen vermehrt Enzyme ins Blut die dort dann auch gemessen werden. Dadurch kann man also aus dem (indirekt gemessenen) Enzymgehalt im Blut auf Krankheiten und Schädigungen von Organen schließen. Deratige Messungen zählen zu den häufigsten Untersuchungen in der Medizin.