Ферменты - это специализированные белки, которые ваше тело использует для проведения разнообразных химических реакций. Без ферментов эти реакции не происходили бы достаточно быстро, чтобы поддерживать человеческую жизнь. Три из множества специфических видов использования ферментов в вашем теле включают переваривание пищи, копирование вашей генетической информации для создания новых клеток и генерирование энергии.
Пищеварение
Пища, которую вы едите, должна быть разбита на составляющие ее питательные вещества, которые будут усваиваться и использоваться вашим организмом. Ферменты пищеварительной системы относятся к классу ферментов, называемых гидролазами. Эти ферменты запускают реакцию, называемую гидролизом, который разбивает большие молекулы на более мелкие единицы. Есть много разных пищеварительных ферментов, которые расщепляют различные типы пищевых компонентов. Например, ферменты, называемые пепсином и трипсином, переваривают пищевые белки. Другая гидролаза, называемая липазой, выделяется поджелудочной железой и помогает расщеплять пищевые жиры. Фермент амилаза стимулирует усвоение диетического крахмала.
Копирование ДНК
Ваши клетки содержат генетический материал, называемый хромосомами, каждая из которых содержит множество генов, которые кодируют вашу индивидуальную генетическую структуру. Этот генетический материал находится в форме молекулы, называемой дезоксирибонуклеиновой кислотой или ДНК. Когда клетки в вашем теле делятся, каждая вновь созданная клетка должна содержать точную копию вашей ДНК. Чтобы выполнить это копирование или репликацию, ваше тело полагается на определенные ферменты. Например, ферменты, называемые геликазами и гиразами, разматывают сильно скрученные нити ДНК, чтобы их можно было копировать. Ферменты ДНК-полимеразы участвуют в реальном процессе копирования. Ферменты ДНК-лигазы участвуют в завершении процесса копирования.
Производство энергии
Ваше тело должно генерировать энергию для выполнения всех своих функций. Хотя сахар в крови или глюкоза является предпочтительным топливом для выработки энергии, белки и жиры также могут быть использованы. Эти сложные процессы - в совокупности известные как клеточное дыхание - основаны на ферментах и генерируют молекулы, называемые аденозинтрифосфатом (АТФ), которые питают ваши клетки. Например, выработка энергии с использованием глюкозы называется гликолизом. Каждый из 10 этапов гликолиза включает в себя разные ферменты. Каждая молекула глюкозы, расщепленная гликолизом, дает 2 молекулы АТФ. Примеры ферментов, используемых в гликолизе, включают гексокиназу, альдолазу, енолазу и пируваткиназу. Другие ферменты участвуют в выработке АТФ из белков и жиров.
Ферменты и здоровье человека
Многие медицинские условия связаны с проблемами ферментов. Например, недостаток пищеварительного фермента лактазы, который расщепляет молочный сахар, приводит к непереносимости лактозы. Более серьезный дефицит пищеварительных ферментов может развиться с воспалением поджелудочной железы или панкреатитом. Это состояние часто связано с потерей веса и недоеданием из-за ограниченной способности переваривать пищу, потребляемую в рационе. Наследственные нарушения также могут вызывать ферментные дефекты, которые могут иметь катастрофические последствия. Например, дети, рожденные с болезнью Тея-Сакса, имеют генетическую аномалию с ферментом, называемым бета-гексозаминидазой А. Нарушение функции этого единственного фермента приводит к разрушению нервных клеток головного и спинного мозга. Дети, рожденные с этим расстройством, обычно умирают в раннем детстве.
Отзыв: Тина М. Сент-Джон, доктор медицинских наук
