Wie funktionieren Enzyme?
Die Wissenschaft konnte bis heute rund 3.000 Enzyme im lebenden Organismus identifizieren, von denen jedes eine ganz spezifische Aufgabe erfüllt. Die Mehrzahl ist für normale Stoffwechselvorgänge des Organismus verantwortlich (Ernährung, Atmung), wieder andere sorgen dafür, dass bei einer Verletzung das Blut gerinnt und Wunden abheilen. Andere Enzyme steuern die Produktion der für den Körper wichtigen Hormone. Enzyme machen auch Schlackenstoffe, Umweltgifte und die krankheitsauslösenden Freien Radikale unschädlich und töten in den Körper eingedrungene Krankheitserreger - wie Bakterien, Viren und Pilze - ab
Enzymreaktionen: das Schlüssel-Schloss-Prinzip
Wie arbeiten Enzyme?
Enzyme haben ein aktives Zentrum. Meist ist das der Bereich, der unter starker Vergrößerung aussieht wie eine Delle. An diese Stelle passen bestimmte Stoffe, die das Enzym dann umsetzt und verändert. Man nennt sie Substrate. Im Fall von proteo-lytischen, also Protein-spaltenden Enzymen sind dies bestimmte Eiweißmoleküle, die an das aktive Zentrum andocken, um dann an einer ganz bestimmten Stelle ihrer Struktur gespalten zu werden. Hat sich das Substrat an das Enzym angekoppelt, spricht man vom Enzym-Substrat-Komplex. Jedes Enzym ist substratspezifisch. Es katalysiert nur eine oder wenige spezielle Reaktionen. Oft arbeiten Enzyme in
Enzymkaskaden zusammen. Das heißt sie reichen ihr Reaktionsprodukt an das nächste Enzym weiter, das dieses dann wiederum verändert. Enzymkaskaden ermöglichen eine mehrfache Kontrolle im Verlauf der Gesamtreaktion. Gegebenfalls kann die Reaktion jederzeit unterbrochen werden. Hinzu kommt, dass die Enzyme in Kaskaden noch energiesparender arbeiten.
Enzyme tragen dazu bei, dass ein bestimmtes Gleichgewicht zwischen Substrat und dem letztlich entstehenden Endprodukt in einer chemischen Reaktion erreicht wird.
Enzyme können nur eine bestimmte maximale Umsatzrate erreichen (Substratsättigung). Erhöht sich die Substratmenge darüber hinaus, kann nur mehr umsetzt werden, wenn weitere Enzyme hinzukommen.
Enzyme in Technik und Medizin
Wir profitieren von den Eigenschaften der Enzyme. Sie sind z.B. im Waschmittel enthalten. Fettspaltende Lipasen und eiweißspaltende Proteasen sorgen dafür, dass unsere Kleidung schon bei niedrigen Temperaturen von hartnäckigen Flecken befreit wird.
In der Medizin spielen Enzyme eine wichtige Rolle: Sie werden beispielsweise in der Krankheitsdiagnostik im Labor eingesetzt und sind in der Gentechnik unersetzliche Werkzeuge, um die Erbinformation zuzuschneiden, zusammenzufügen aber auch um sie auf- und abzubauen. Enzyme in der Medizin werden biotechnisch hergestellt und sind von höchster Reinheit.
In der „Systemischen Enzymtherapie“ werden Kombinationen aus verschiedenen Enzymen eingenommen, die die natürlichen Reaktionen im Körper modulieren, so dass z.B. Entzündungsprozesse schneller ablaufen und abklingen können. Sie verbessern zudem die Durchblutung und regulieren das Immunsystem, denn auch die Immunantwort auf Krankheitserreger ist ein komplexer Prozess, der von vielen Enzymen gesteuert wird. So können Enzympräparate bei zahlreichen Erkrankungen helfen. Insbesondere Menschen, deren Körper insgesamt geschwächt ist und die vielleicht sogar über mehrere Leiden klagen, können davon profitieren, schneller genesen und ihr Wohlbefinden steigern. Die zugeführten Enzyme sind wie Polizisten, die dafür sorgen, dass die biochemischen Reaktionen in unserem Körper in geregelten Bahnen verlaufen.
