Enzyme
"Enzym" und (veraltet auch) "Ferment", beide Begriffe stehen für eine besondere Klasse von Proteinen mit besonderen Aufgaben im Organismus: Sie katalysieren biochemische Reaktionen.
Ohne Enzyme kann kein Stoffwechsel stattfinden. Es können weder Vitamine, noch Mineralstoffe verwertet werden. Enzyme sind an jedem körperlichen Vorgang beteiligt, von der Verdauung bis hin zu den genetischen Vorgängen wie Transkription (RNA-Polymerase) und Replikation (DNA-Polymerase) des Erbmaterials. Auch beim Kater nach Alkoholkonsum spielen Enzyme eine Rolle.
Enzyme sind leicht an ihrem Namen als solche identifizierbar, da dieser zumeist (es gibt aber auch einige Trivialnamen) auf "...ase" endet.
Enzymklassen
(klassifiziert nach der chemischen Reaktion, in der sie katalytisch wirken)
- Die "Oxidoreduktasen" katalysieren Redoxreaktionen.
Bsp.: Katalase - Die "Transferasen" übertragen funktionelle Gruppen von einem Substrat auf ein anderes.
Bsp.: Hexokinase transferiert ein Phosphatrest von ATP (ATP = Adenosin-Triphosphat, größte intrazelluläre Energiequelle) auf Glucose - Die "Hydrolasen" spalten Bindungen unter Einsatz von Wasser.
Bsp.: Amylase, Urease, Chymotrypsin, Trypsin, Carboxypeptdidase - Die "Lyasen" katalysieren die Spaltung oder Synthese komplexerer Produkte aus einfachen Substraten, allerdings ohne Verbrauch von ATP.
Bsp.: Citratsynthase stellt Citronensäure her - Die "Isomerasen" beschleunigen die Umwandlung von chemischen Isomeren.
Bsp.: Phosphoglucoisomerase wandelt Glucose-6-Phosphat in Fructose-6-Phosphat um - Die "Ligasen" (oder Synthasen) katalysieren die Bildung von Substanzen, die chemisch komplexer sind als die benutzten Substrate. Ligasen sind im Unterschied zu den Lyasen nur unter ATP-Spaltung enzymatisch wirksam. Eine Spaltung (Umkehrreaktion) ist energetisch ineffizient und findet daher meist nicht statt. Bsp.: DNA-Ligase repariert DNA
Manche Enzyme können mehrere Reaktionsarten katalysieren und werden daher mehreren Enzymklassen zugerechnet.
International habe die Enzyme sogenannte Enzym-Classification (EC) Nummern erhalten: z.B. Amylase hat die Nummer: EC 3.2.1.1 (Den Link zur Enzym Struktur Datenbank finden Sie auf unserer Links-Seite), wobei die vier Zahlen für Klasse(Hydrolase), Unterklasse (Glycosidische Bindungen), Unter-Unterklasse (o-glycosidische Bindungen) und eine fortlaufenden Nummer (in dieser Reihenfolge) stehen.
Als Enzymhemmung (Inhibition) bezeichnet man die Herabsetzung der katalytischen Aktivität eines Enzyms durch einen spezifischen Hemmstoff (Inhibitor).
Enzyme sind sowohl hitze-, als auch kälteempfindlich. Tiefkühlen oder erhitzen über 60°C lässt die enzymatischen Aktivitäten abnehmen bzw. ganz zum Stillstand kommen.
Therapeutisch sind Enzyme von besonderem Interesse, denn man kann mit ihnen mehr oder weniger gezielt Reaktionen hemmen oder verstärken. Beispielhaft sei der Wirkstoff Acetylsalicylsäure genannt, der das Enzym Cyclooxygenase hemmt und somit unter anderem schmerzlindernd wirkt.
In der Diagnostik helfen Enzyme (z.B. beim Teststreifen für Diabetiker) oder ihre Aktivität im Blut (z.B. beim Erkennen einen Bauchspeicheldrüsenentzündung), Krankheiten zu entdecken.
Aber auch in der Industrie bedient man sich bei unterschiedlichsten Prozessen der Wirkung von Enzymen (z.B. beim Lösen von Schmutz, Backen, Gerben von Leder, Bierbrauen, in der Käseproduktion etc.).
Nennenswerte Vertreter in alphabetischer Reihenfolge
- spaltet Getreidestärke und verbessert dadurch die Teigeigenschaften von Backwaren. Fördert die Stärkeverzuckerung von Mais- oder Kartoffelstärke und den Trübstoffabbau bei stärkehaltigen Fruchtsäften. Bessere Stärkeverwertung bei Spirituosen.
- (auch Bromelin) ist der Name für zwei Enzyme aus der Familie der Cysteinproteasen, die im Stamm der Ananaspflanze entdeckt wurden. Bromelain wirkt gerinnungs- und entzündungshemmend, es zeigt wundheilende und antimetastasische Wirkungen und begünstigt die Verdauung.
- Es wird u.a. als Zartmacher für Fleisch und zur Fruchtsaftklärung verwendet.
- Studien lassen vermuten: positive Effekte bei Muskelverletzungen, der Behandlung von Entzündungen und leichten Verletzungen der Gewebe sowie bei chirurgischen Eingriffen (z.B. Verringerung von Schmerz, Ödem und Inflammation nach Episiotomie bei der Geburt).
- Auch in Dr. Niepers Therapieansatz hatte Bromelain seinen festen Platz, z.B. bei Verringerung der Anzahl der Krisen von Angina pectoris oder allgemein bei der Aktivierung der Immunantwort.
- Nicht zuletzt stimuliert Bromelain neuen Studien zufolge die Absorption und die Verteilung von Antibiotika in den Geweben, kann also deren Wirkung stärken.
- baut Wasserstoffperoxid ab und verlängert dadurch die Haltbarkeit von Eiprodukten und vermeidet zudem deren Verfärbung.
- unterstützt andere Enzyme bei der Verarbeitung von Fruchtsäften.
- spaltet bei der Käseherstellung das Kasein (Milcheiweiß) und verdickt dadurch die Milch.
- klärt Wein und entfernt unerwünschte Reste eines die Trauben befallenden Pilzes.
- wandelt Glucose in Fructose um, wodurch Glucosesirupe eine höhere Süßkraft erhalten.
- baut Wasserstoffperoxid ab und verlängert dadurch die Haltbarkeit von Eiprodukten und vermeidet zudem deren Verfärbung.
- baut Pflanzenfasern ab und verbessert so die Teigeigenschaften von Backwaren.
- spaltet Zucker (Saccarose) und verflüssigt z.B. bei Pralinen die Füllungen durch Verhinderung des Auskristallierens von Zucker.
- veredelt Fette und hilft bei der Gewinnung von Aromastoffen aus Fetten (Käse- und Butteraroma).
- kommt in der Papaya-Frucht vor und ist ein Enzym das Eiweiß spalten kann. Es fördert die Wundheilung, wirkt antientzündlich und hilft bei Durchblutungs- und Verdauungsstörungen. Beim Bierbrauen wird es gegen unerwünschte Eintrübung verwendet, allerdings ist das nach dem deutschen Reinheitsgebot nicht zulässig.
- hilft bei der Gewinnung von Zitrus-Aromastoffen aus Schalen, z.B. für Limonaden, sorgt für höhere Ausbeute und Klärung bei der Saftherstellung durch Abbau von Zellbestandteilen. Die Infusion in Zitrusfrüchte oder Pfirsiche erlaubt eine bessere Trennung von Schale und Frucht.
- baut Eiweiße ab und verbessert bei Backwaren die Teigeigenschaften (Kruste, Volumen). Bei der Fleischverarbeitung spaltet es Eiweißverbindungen und verbessert Zartheit sowie Aroma. Zudem wird es zur Abtrennung von Fleischresten von Knochen eingesetzt. Hilft bei der Herstellung von Aromastoffen aus pflanzlichem sowie tierischem Eiweiß.
- ist ein proteolytisches Enzym, das durch die Bakterie Serratia, die im Darm der Seidenraupe lebt, produziert wird. Es wird zur Linderung von Schmerzen, Inflammationen, traumatischen Schwellungen und überschüssigen Schleimausscheidungen durch den Organismus verwendet. Sie wirkt wie ein Entzündungshemmer und Schmerzstiller, auf ziemlich ähnliche Weise wie die Wirkung des Aspirins, des Ibuprofens oder anderen nicht steroidalen Schmerzmitteln (AINS).
- Sie induziert eine fibrinolytische, entzündungshemmende und antiödematöse Aktivität in zahlreichen Geweben und ihre entzündungshemmenden Effekte sind den von anderen proteolytischen Enzymen überlegen. Sie würde durch eine Teilung der Aggregate der Fibrose, eine Reduzierung der Viskosität der Exsudate und eine Hemmung der Freisetzung der Entzündungsmediatoren wirken und so die Drainage dieser Produkte der Entzündungsantwort erleichtern und auf diese Weise die Reparation der Gewebe begünstigen. Durch die Tatsache, dass es nicht vollständig von den Transportmolekülen im Blut (Globuline) gebunden wird, bleibt ein Teil der fibrinolytischen Aktivität im arteriellen System erhalten. Somit werden vorhandene Plaques geglättet und teilweise wieder abgebaut bei ausreichender Dosierung.
- Anwendungsgebiete: Linderung chronischer Hals-Nasen-Ohren Entzündungen mit deutlicher Reduzierung des Schmerzgrades, der Sekretionen, der Schluckbeschwerden, der Dysphonie und der Verstopfung der Nase. Zudem werden Antibiotika besser an den Wirkort transportiert.
- Da die Serrapeptase außerdem die Fähigkeit besitzt, die toten Gewebe zu verdauen (so befreit sich die Seidenraupe aus ihrem Kokon), könnte sie verwendet werden, um die Arterienverstopfungen (atheromatöse Plaques) einzuschränken und den Blutfluss zu erleichtern. Dr. Hans Nieper, ein weltbekannter deutscher Arzt und Forscher wies darauf hin, dass er eine bestimmte Anzahl von Patienten mit der Serrapeptase behandelt hat und dass er eine deutliche Verbesserung des Blutflusses in ihren vorher verstopften Arterien festgestellt hat.
- Wie alle Enzyme ist die Serrapeptase sensibel gegenüber den Säuren, die durch den Magen produziert werden. Eine gute magensaftresistente Form ist hier ausgesprochen wichtig und bei uns erhältlich.
- baut Xylane (Holzgummi) ab und verbessert dadurch die Konsistenz von Backwaren. Sorgt für höhere Ausbeute und Klärung bei der Saftherstellung durch Abbau von Zellbestandteilen.
PS: Enzyme und der Kater
Enzyme sorgen auch für den "Kater" und dafür, dass manche Menschengruppen den Alkohol schlechter abbauen können.
In der Leber wird der Alkohol durch das Enzym Alkoholdehydrogenase (ADH) zu Ethanal (Acetaldehyd) abgebaut, das weiter zu Ethansäure (Essigsäure) oxidiert wird. Die Essigsäure wird über den Citratzyklus und die Atmungskette in allen Zellen des Körpers unter Energiegewinnung zu CO2 veratmet.
Das Zwischenprodukt Ethanal ist auch für den so genannten Kater verantwortlich. Indianer, Inuit (Eskimos), Aborigines Australiens und Ostasiaten besitzen geringere Mengen Alkoholdehydrogenase im Körper und können somit Alkohol weniger gut abbauen. Ebenso haben Frauen weniger ADH im Körper als Männer.