Definition von Enzymen
Enzyme sind sehr große Moleküle, die in chemische Reaktionen als Katalysator wirken. Die meisten Enzyme sind Proteine. Ihnen kommt eine wichtige Bedeutung im Stoffwechsel aller lebenden Organismen zu. Ein Großteil aller biochemischen Reaktionen, zum Beispiel die Verdauung, wird von Enzymen gesteuert. Sie treiben die Reaktion innerhalb eines Organismus an, indem sie die benötigte Aktivierungsenergie für eine chemische Reaktion herabsetzten. Das Wort Enzym kommt aus dem Griechischen: „en = in, zymē = Gärungsmittel“. Die alte Bezeichnung ist „Ferment“. Menschen nutzen seit jeher die Wirkung von Enzymen bei Fermentationsvorgängen, zum Beispiel beim Brot backen oder bei der Käseherstellung.
Aufbau von Enzymen
Enzyme bestehen aus Eiweißketten, dabei wird zwischen einfachen Enzymen unterscheiden, die nur aus einer Proteinkette bestehen (Monomere) und Enzymen, die aus mehreren zusammenhängenden Proteinketten bestehen (Oligomere). Viele Enzyme sind multifunktionell und erfüllen mehrere Aufgaben im Körper. Andere bilden Komplexe und arbeiten miteinander oder regulieren sich gegenseitig.
Es gibt sechs Enzymklassen:
• Hydrolasen: lösen Verbindungen durch Anlagerung oder Abspaltung von Wasser
• Ligasen oder Synthetasen: bauen neue Verbindungen aus Kohlenstoff mit anderen Atomen auf
• Lyasen oder Synthasen genannt: katalysieren die Spaltung oder Synthese komplexerer Produkte aus einfachen Substraten
• Oxydoreduktasen: übertragen Sauerstoff (O2) oder Wasserstoff (H) auf andere Moleküle. Alle Energie liefernden Prozesse sind Oxidationsvorgänge. Das Gegenteil ist die Reduktion.
• Transferasen: übertragen Atomgruppen von einem Stoff auf den anderen
• Isomerasen: verändern nur die Struktur nicht die einzelnen Anteile des Substrats
Funktion von Enzymen im Körper
Fast jeder biochemische Vorgang in den Zellen wird von Enzymen gesteuert. Ohne sie wären essentielle Lebensvorgänge nicht möglich. Sie sind an den meisten Stoffwechselvorgängen im Körper beteiligt. Eine der grundlegendsten Aufgaben übernehmen die Verdauungsenzyme. Sie zerkleinern die aufgenommene Nahrung in Aminosäuren, Fettsäuren und Zuckermoleküle und machen sie so für den Körper verfügbar. Im Blut sind Enzyme an der Blutgerinnung beteiligt sowie am Cholesterin- und Fettstoffwechsel. Fehlen wichtige Enzyme in einem Organismus, kommt es zu Stoffwechselstörungen. Beispiele dafür sind Laktoseintoleranz, Kretinismus oder Fructoseintoleranz.
Es gibt fünf große Gruppen von Verdauungsenzymen
• Laktase: spaltet Milchzucker zu Galaktose und Glukose.
• Peptidasen: zerlegen Proteine und Peptide zu Aminosäuren.
• Glykosidasen: bauen lange Zuckerketten wie Stärke oder Glykogen zu einfachen Zuckermolekülen ab.
• Lipasen: werden in der Bauchspeicheldrüse gebildet und spalten Fette in Fettsäuren und Glycerin.
• Nukleasen: zerlegen Nukleinsäuren
Enzyme in der Nahrung
Enzyme, die der Körper nicht selbst herstellen kann, müssen über die Nahrung zugeführt werden. Sie stecken in vielen Obstsorten, in rohem Gemüse, Salat und Nüssen. Vor allem Bananen, Kiwis, Ananas, Papaya, Feigen, Birnen, Brokkoli, Tomaten und Zucchini sind reich an Enzymen. Vitamine, Spurenelemente und Mikronährstoffe sind gesundheitsfördernd und oft Bestandteile von Enzymen. Oftmals geht mit einem Mangel an Vitaminen daher auch ein Mangel an Enzymen einher, die von unserem Körper nicht bereit gestellt werden.
Enzymtherapie
Enzyme kommen als Therapieform immer häufiger zum Einsatz. Dabei unterscheidet man die systemische Enzymtherapie bei verschiedenen Erkrankungen und die Zufuhr von Enzymen über die Nahrung bei Stoffwechselstörungen. Bromelain und Papain sind in der Enzymtherapie oft verwendete pflanzliche Enzyme. Bomelain wird aus der Annans gewonnen. Es ist eine Protease, also ein eiweißspaltendes Enzym. Dadurch hilft es bei dem Abbau von Eiweißen aus der Nahrung. Zudem hat es eine gerinnungs- und entzündungshemmende Wirkung, weshalb es bei entzündlichen Erkrankungen eingesetzt wird. Papain wird aus der exotischen Frucht Papaya gewonnen. Es wird ebenfalls in Enzympräparaten eingesetzt und wirkt auf vielfältige Weise.
Enzyme im Alltag
Enzyme werden auch auf vielfältige Art in der Bioindustrie eingesetzt. Zum Beispiel als Zusatz in Waschmittel und Fleckenentferner, denn sie beseitigen Verschmutzungen bis zu 60 °C. Bei höheren Temperaturen wird das Protein denaturiert und das Enzym verliert seine Wirkung. Enzyme von Milchsäurebakterien kommen bei der Produktion von Joghurt zum Einsatz. Bei der Herstellung von Backwaren sowie in Brennereien und Brauereien kommen die Enzyme Amylase und Protease zum Einsatz.
