Enzimek az élet esszenciái

Enzimek evolúciója

Az enzimek kémiai vonatkozásai Minden enzim fehérje

Enzimek feladatai különböző szinteken:

Enzimek hatásterületei Táplálék lebontása Felépítő folyamatok Szabályozó folyamatok Védekező mechanizmusok

ENZIMEK TULAJDONSÁGAI REVERZIBILIS REAKCIÓK DENATURÁLHATÓAK: magas hő, pH, ionerősség, oldószerek, stb. SPECIFIKUSAK KÉPZŐDÉSÜK GENETIKAILAG KONTROLÁLT

ENZIMEK ELŐNYEI NAGYOBB REAKCIÓSEBESSÉG 106-1012* ENYHÉBB REAKCIÓKÖRÜLMÉNYEK NAGYOBB REAKCIÓ- + SPECIFITÁS REGULÁLHATÓSÁG

Nyers ételek (tartósítás=enzimkárosítás)

A táplálék átalakulása az emésztés során A tápcsatorna szakaszai: felső:  szájüreg, garat, nyelőcső középső:  gyomor, vékonybél alsó:  vastagbél

Szájüreg íz érzékelés (édes, savanyú, keserű, sós) rágás, aprítás, nyállal való keverés, falatképzés nyáltermelés: - 1,5 liter/nap - pH: 5,8-7,5 - enzimek (alfa-amiláz, maltáz) - antibakteriális hatás (lizozim) - nyálkahártya nedvesen tartása - falat bevonása - fogak tisztítása

A szájüregben található enzimek: alfa-amiláz (ptialin): szénhidrátbontó enzim, ami a keményítőt kisebb részekre bontja. A gyomor savas kémhatása megszünteti a hatását. maltáz: a malátacukrot szőlőcukorrá bontó enzim lizozim: a betegséget okozó, patogén mikrobák szaporodását gátolja (fogkrém).

Garat, nyelőcső a garat kb. 12 cm hosszú, a nyelőcsőben folytatódik a nyelés összetett reflexfolyamat a falat gégébe jutását a gégefedő akadályozza meg a nyelőcső ujjnyi vastag, felnőtteknél 25-30 cm hosszú izmos falú cső a falat továbbítását a gyomorba perisztaltikus mozgása teszi lehetővé

Gyomor Befogadóképessége 1-2 l. A mirigyek melléksejtjei mucint (nyákot), a fősejtek pepszinogént, a fedősejtek sósavat termelnek. A gyomornedv napi mennyisége 2-2,5 l. A táplálék a gyomorban 1- 4 órát tartózkodik (szénhidrát < fehérje < zsír).

Gyomor a táplálék oldatba vitele, ételpép forma, 50%-os víztartalom. Fehérjék denaturálása (pepszinogénből pepszin képződik sósav hatására; kimozin, rennin a csecsemők gyomrában). Lipáz aktivitás (5-ös pH fölött). Baktériumok elleni védekezés (pH 2).

A gyomorban található enzimek: pepszin: a természetben előforduló csaknem minden fehérjét képes rendkívül erélyesen és gyorsan lebontani. kimozin, rennin: elsősorban a tej kazeinjének hidrolízisét katalizálja, oldható glükopeptid és kalcium-parakazein keletkezik (gyerekeknél).

A bélrendszer

Vékonybél Az emésztés és felszívódás döntően itt zajlik. Hossza 6 méter, belső felületét 0,5-1,0 mm-es ujjszerű kitüremkedések, ún. bélbolyhok fedik. A bolyhokon mikrobolyhok találhatók, ezek összessége a kefeszegély. A bélfelület felnőtt emberben mintegy 250m2.!!!!!!! Három szakasza: duodenum, jejunum, ileum.

A bél belső felszínének szerkezete

Hasnyálmirigy belső elválasztású mirigyállomány (Langerhans szigetek): peptidhormonok termelése (inzulin, glukagon) külső elválasztású mirigyállomány: lúgos kémhatású emésztőnedv termelés szénhidrát, zsír, fehérje emésztés összetétele a táplálék összetételétől függ termelődését idegi és hormonális hatások egyaránt befolyásolják

A hasnyálmirigy és vékonybél-enzimek: laktáz: a tejcukrot galaktózzá és szőlőcukorrá bontó enzim szacharáz: a répacukrot (szacharózt) hasítja szét glükózra és fruktózra. lipázok: elsősorban a triglicerideket hidrolizálják. proteázok (tripszin): a fehérjékben található peptidkötések hidrolízise révén bontják le a fehérjéket kisebb peptidekre, majd aminosavakra. nukleázok: nukleinsavat bontó enzimek

Vastagbél három szakasza a vakbél, a remesebél és a végbél hossza kb. 1,5 méter az ide kerülő béltartalom normális esetben emészthető, emésztett táplálóanyagokat nem tartalmaz Na, K és víz felszívódás, chymus besűrítése a baktériumok által termelt vitaminok (K, B12, tiamin, riboflavin) felszívódása salakanyag továbbítása mucin termelése széklet: emészthetetlen rostokat, kevés fehérjét, zsírt, levált bélhámsejteket, emésztő enzim részeket, epefestékeket tartalmaz.

Éretlen mangó, banán, stb. Enzimgátlók Élelmiszer Gátolt enzim Búza, rozs, kukorica Amiláz Magvak és hüvelyesek Tripszin Burgonya Invertáz Éretlen mangó, banán, stb. Amiláz, kataláz

Érdekességek: Laktóz intolerancia? Szaké (Taka proteáz) a japánok ősi rizserjesztő penészkultúrája a híres szaké (rizspálinka) előállításához használatos.

Érdekességek: A cink mintegy 70 féle enzimben van jelen. Gomba termelheti az üzemanyag alapanyagot: A Trichoderma reesei a második világháború során szerzett kétes hírnevet, amikor meglepő gyorsasággal tette tönkre a katonai sátrakat és ruházatot a Csendes-óceán déli részén

Enzimek alkalmazása (háztartás) Oldhatóvá tenni a szennyeződéseket. Mosó/mosogatószerek Proteáz - fehérjék eltávolítása (vér, fű, tojás, izzadság) Amiláz – keményítő eltávolítása Lipáz – zsírok eltávolítása (olj, vaj, rúzs…)

Enzimek alkalmazása (higiénia) Lizozim – fogkrémben a baktériumok sejtfalát kilyukasztja Proteázok – kontaktlencse tisztító folyadékokban a lerakódott fehérjék eltávolítása

Enzimek alkalmazása (élelmiszeripar) Árpa amilázok – sörgyártás, liszt előállítása Celluláz – alkoholgyártás előkészítése (pl. E85), gyümölcsök rostjainak bontása (gyümölcslevek) Invertáz - cukrtok stabil formában tartása az élelmiszerekben

Az enzimek is lehetnek antioxidánsok Enzimatikus antioxidánsok: Szuperoxid-dizmutázok Kataláz Peroxidázok Nem enzimatikus antioxidánsok: Vitaminok( A, D, E, K) Flavonoidok, flavonok Polifenolos vegyületek Szelén