Enzymen

Enzymen hebben de volgende eigenschappen: het zijn eiwitten, ze werken specifiek, ze kunnen stoffen opbouwen, ze kunnen stoffen afbreken, ze worden zelf niet verbruikt bij het versnellen van de reactie, ze werken het beste bij een optimumtemperatuur en optimumzuurgraad.

  

Een podcast van Biologielessen.nl op Spotify over de werking van enzymen is hierboven te beluisteren.

Alle scheikundige reacties in plant en dier worden versneld door enzymen. Zonder enzymen staan alle scheikundige reacties in de cellen volledig stil. Hieronder zie je de verbrandingsreactie. De verbrandingsreactie vindt plaats in alle cellen van zowel plant als dier. De verbrandingsreactie is een voorbeeld van dissimilatie. Er komt energie bij vrij.

De fotosynthesereactie kan alleen maar plaatsvinden in de groene delen van de plant zolang de plant in het zonlicht staat. De fotosynthese is een voorbeeld van een assimilatiereactie. Om deze reactie te kunnen laten verlopen moet er energie in worden gestoken. De plant krijgt deze energie van de zon.

Enzymen versnellen bovenstaande twee scheikundige reacties met een miljoen keer. Eigenlijk kan je zeggen dat zonder enzymen deze reacties niet verlopen. Er zijn enzymen die dissimilatiereacties versnellen en er zijn enzymen die assimilatiereacties versnellen.

Hoe eiwitten werken kan je het best bekijken aan de hand van de animaties op bioplek.org. Er is een animatie over de opbouwstofwisseling, en een animatie over de afbraakstofwisseling

Enzymen zijn eiwitten. Eiwitten denatureren bij te hoge temperaturen. Als de temperatuur te laag is, komen enzym en substraat niet bij elkaar en is de reactiesnelheid laag. Is de temperatuur te hoog, dan vervormen veel enzymen en is de reactiesnelheid weer niet erg hoog. Alleen bij een goede temperatuur (optimumtemperatuur) is de enzymsnelheid hoog. In de onderstaande film krijg je uitleg over de minimumtemperatuur, de optimumtemperatuur en de maximumtemperatuur waaronder enzymen activiteiten verrichten.

 

Enzymen in de cel versnellen vele scheikundige reacties waarbij substraat wordt omgezet in product. Maar het kan natuurlijk voorkomen dat de cel geen behoefte meer heeft aan een bepaald product. Hoe kan de cel er dan voor zorgen dat de scheikundige reactie waaruit dit product ontstaat stil komt te liggen? Het antwoord is erg simpel: de cel zorgt ervoor dat het betreffende enzym dat de reactie versnelt zijn werk niet meer kan doen. Dit kan de cel doen door remmers aan te maken. Remmers zijn eigenlijk gewoon eiwitten waarvan de productie gereguleerd kan worden. Heeft de cel voldoende product, dan gaat de cel over tot de productie van deze remmers. De remmers maken de enzymen onwerkzaam. Er zijn twee soorten remmers. Competitieve remmers en niet competitieve remmers. Competitieve remmers hebben competitie met het substraat om de bindplaats. Als de remmer op de bindplek zit is er geen plek meer voor het substraat en valt de reactie stil. Een niet competitieve remmer bindt op een heel andere plaats op het enzym dan waar het substraat bindt. Echter door de binding van de niet competitieve remmer met het enzym veranderd de bindplaats van het substraat van vorm. Het substraat kan zich niet meer binden op het enzym. De reactie ligt stil. Er wordt geen product meer gevormd.

 

In de film hieronder krijg je uitleg over hoe enzymen werken, wat enzymen zijn en welke processen enzymen kunnen versnellen.

Enzymen spelen in alle organellen een belangrijke rol bij het laten verlopen van de metabole processen. Als een cel eiwitten wil gaan produceren, dan moet er in de celkern een kopie worden gemaakt van het gen dat codeert voor dit eiwit. Deze kopie van het gen noemen we m-RNA, M-RNA wordt gemaakt met behulp van het enzym RNA-polymerase. Het RNA -polymerase koppelt alle losse RNA bouwstenen aan elkaar tot een streng RNA.
Deze streng komt vervolgens terecht in het cytoplasma. Hier koppelt het ribosoom de aminozuren aaneen tot een eiwit. Ook ribosomen zijn eiwitten met specifieke vormen waar de bouwstenen (aminozuren) en het m-RNA inpassen. Ribosomen zijn dus feitelijk ook enzymen.

De in de ribosomen geproduceerde eiwitten worden vervoerd naar het Golgi-systeem. In het Golgi-systeem zitten ook weer vele enzymen die veel knip- en plakwerk verrichten aan de eiwitten die bij de ribosomen vandaan komen. Na deze modificatie in het Golgi-systeem zijn de eiwitten functioneel en kunnen ze hun functie in het lichaam gaan vervullen,