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Kleine Helfer mit großer Wirkung

Enzyme schützen und unterstützen die Gesundheit

Keine Enzyme - kein Leben! Als "Reaktionsauslöser" steuern sie chemische Vorgänge im Körper und sind für den menschlichen Organismus unverzichtbar. Enzyme halten den Stoffwechsel in Schwung, schützen den Körper vor Krankheitserregern und stoppen Infektionen.

Enzyme sind makromolekulare biologische Katalysatoren. Enzyme beschleunigen chemische Reaktionen. Die Moleküle, auf die Enzyme einwirken können, werden Substrate genannt, und das Enzym wandelt die Substrate in um, die als Produkte bezeichnet werden. Fast alle Stoffwechselvorgänge in der Zelle benötigen eine Enzymkatalyse, um schnell genug ablaufen zu können. Die Erforschung von Enzymen nennt man Enzymologie. Einige Enzyme haben im Laufe der Evolution die Fähigkeit zur biologischen Katalyse verloren, was sich oft in ihren Aminosäuresequenzen widerspiegelt.

Enzyme katalysieren mehr als 5.000 biochemische Reaktionen. Die meisten Enzyme sind Proteine (früher auch: Eiweiße), nur einige wenige katalytische RNA-Moleküle sind bekannt. Letztere werden als Ribozyme bezeichnet. Die Besonderheit der Enzyme beruht auf ihren einzigartigen dreidimensionalen Strukturen.

Funktion

Wie alle Katalysatoren erhöhen Enzyme die Reaktionsgeschwindigkeit, indem sie ihre Aktivierungsenergie senken. Ein extremes Beispiel ist die Orotidin-5'-Phosphatdecarboxylase, die es ermöglicht, eine Reaktion, die sonst Millionen von Jahren dauern würde, in Millisekunden durchzuführen. Chemisch gesehen sind arbeiten Enzyme wie jeder Katalysator und sie werden nicht in der von ihnen geförderten Reaktion verbraucht, noch verändern sie das Gleichgewicht einer Reaktion. Enzyme unterscheiden sich von den meisten anderen Katalysatoren dadurch, dass sie viel spezifischer sind. Die Enzymaktivität kann durch andere Moleküle beeinflusst werden: Inhibitoren sind Moleküle, die die Enzymaktivität verringern, und Aktivatoren sind Moleküle, die die Aktivität erhöhen. Viele therapeutische Medikamente und Gifte haben Enzym hemmende Eigenschaften. Die Aktivität eines Enzyms nimmt außerhalb der optimalen Temperatur und des optimalen pH-Wertes deutlich ab, und viele Enzyme werden irreversibel (=dauerhaft) denaturiert, wenn sie übermäßiger Hitze ausgesetzt werden und verlieren dabei ihre Struktur und katalytischen Eigenschaften.

Anwendung

Einige Enzyme werden kommerziell eingesetzt, z.B. bei der Synthese von Antibiotika. Einige Haushaltsprodukte verwenden Enzyme, um chemische Reaktionen zu beschleunigen: Enzyme in biologischen Waschpulvern spalten Eiweiß-, Stärke- oder Fettflecken auf der Kleidung, und Enzyme im Fleischzartmacher spalten Proteine in kleinere Moleküle, wodurch das Fleisch leichter zu kauen ist.

Schon im alten Ägypten setzten Heilkundige Fischgalle zur Behandlung von Augenentzündungen ein. Heute wissen Mediziner, dass in der Galle mit der Hilfe von Enzymen Abwehrstoffe gebildet werden. Aus dieser Erkenntnis heraus entwickelte sich die Idee der Enzymtherapie. Hierbei nutzen Ärzte die positiven Eigenschaften der Enzyme zum Beispiel, um den Heilungsprozess bei Sportverletzungen zu beschleunigen oder die Abwehrkräfte eines Patienten vor einer Operation zu stärken.