เอนไซม์ คืออะไร?
เอนไซม์
เอนไซม์ (Enzyme) เปรียบเสมือนกับสิ่งที่เป็นตัวจุดประกายของชีวิตในร่างกาย หมายความว่าถ้าหากร่างกายของเราไม่มีเอนไซม์ ร่างกายก็จะไม่สามารถย่อยอาหารและดูดซึมสารอาหารเพื่อไปเลี้ยงส่วนต่าง ๆ ของร่างกายได้ และในที่สุดก็ตายลง ดังนั้นเอนไซม์จึงเป็นตัวช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมี หรือตัวคะตะลิสต์ (Catalyst) ที่จำเพาะ ซึ่งจะทำง่านร่วมกับโคเอนไซม์ (Coenzymes) โดยโคเอนไซม์ในที่นี้ก็คือพวกวิตามินและแร่ธาตุจำเป็นต่อร่างกาย และวิตามินและแร่ธาตุนั้นจะไม่สามารถกระตุ้นให้ทำงานได้หากไม่ได้ทำงานร่วมกับเอนไซม์
ดร.เอ็ดเวิร์ด เฮาเวลล์ ผู้เชี่ยวชาญด้านโภชนาการเป็นบุคคลแรกที่ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับเรื่องเอนไซม์ ในช่วงปี พ.ศ.2476 - 2486 และเขาได้กล่าวว่า "ร่างกายของเรามีแหล่งพลังงานจากเอนไซม์มาตั้งแต่แรกเกิด เปรียบเสมือนกับแบตเตอรี่ก้อนใหม่ ที่เมื่อใช้ไปในระยะหนึ่งแล้ว แบตเตอร์รี่ดังกล่าวก็จะหมดอายุหรือหมดพลังไป ร่างกายของเราก็เช่นกัน เมื่อใช้แหล่งพลังงานเหล่านั้นจากเอนไซม์ไปมากเท่าไหร่ ชีวิตของเราก็สั้นมากขึ้นเท่านั้น" และเขายังพบว่าคุณภาพชีวิตและระดับพลังงานในร่างกายของเรานั้นจะขึ้นอยู่กับเอนไซม์ทั้งหลาย หากร่างกายมีเอนไซม์อยู่น้อยก็จะทำให้เรามีปัญหาเกี่ยวกับสุขภาพด้วย โดยมีผู้ประมาณการเอาไว้ว่า 80% ของโรคในร่างกายมีสาเหตุมาจากร่างกายไม่สามารถย่อยอาหารได้ และนอกจากนี้สารปนเปื้อนในอาหารบางอย่างก็จะถูกดูดซึมเข้าไปด้วย
เนื่องจากเรามีแหล่งพลังงานจากเอนไซม์ที่จำกัด และแหล่งพลังงานนี้ก็จะสูญหายไปได้เรื่อย ๆ จากนิสัยการเลือกบริโภคอาหารของเราเอง เช่น ชอบรับประทานอาหารที่ปรุงแต่งด้วยสารเคมีต่าง ๆ หรืออาหารฟาสต์ฟู้ด การดื่มเครื่องดื่มที่ไม่มีประโยชน์ หรือดื่มแอลกอฮอล์เป็นประจำ การรับประทานยา หรือแม้แต่อาหารที่ปรุงสุกแล้วก็จะไม่ค่อยมีเอนไซม์เหลืออยู่เลย เนื่องจากเอนไซม์จะถูกทำลายได้ง่ายโดยความร้อน ก็ล้วนแต่มีส่วนในการทำลายเอนไซม์ในร่างกายของแทบทั้งสิ้น เมื่อร่างกายได้รับเอนไซม์ไม่เพียงพอ จะทำให้ร่างกายต้องดึงเอนไซม์ของตัวเองออกมาใช้ เพื่อช่วยย่อยอาหาร ทำให้มีผลเสียที่ตามมาคือ ร่างกายเสื่อมสภาพ แก่เร็วขึ้น และทำให้เกิดโรคต่าง ๆ ได้ง่ายขึ้น
เอนไซม์ คืออะไร?
เอนไซม์ หรือ enzyme คือ กลุ่มของโปรตีนที่มีหน้าที่พิเศษแตกต่างจากโปรตีนทั่วไป คือ มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง เพื่อใช้ในการสังเคราะห์องค์ประกอบภายในเซลล์ ระบบการย่อยอาหาร ฯลฯ
เอนไซม์มีความจำเพาะต่อสารที่ทำปฏิกิริยาที่เรียกว่า "ซับสเตรด" (Substrate) และสามารถเร่งปฏิกิริยาโดยไม่ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์อื่น ตลอดทั้งเอนไซม์จะเพิ่มอัตราเร็วของปฏิกิริยาโดยลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาได้
คุณสมบัติของเอนไซม์
เอนไซม์มีโครงสร้างทางเคมีเป็นโปรตีน ซึ่งประกอบไปด้วยโพลีเปปไทด์ (Polypeptide) เพียงสายเดียวหรือหลายสายที่ม้วนกันเป็นก้อนกลม มีโครงรูปที่จำเพาะ และถูกกำหนดมาโดยลำดับการเรียงตัวของกรดอะมิโน และยังมีเอนไซม์อีกจำนวนมากที่มีสารประกอบอื่นที่ไม่ใช่โปรตีนรวมอยู่ด้วยจึงทำหน้าที่ได้ เอนไซม์เหล่านี้เรียกว่า "โฮโลเอนไซม์" (Holoenzyme) เฉพาะส่วนที่เป็นโปรตีนจะเรียกว่า "กลุ่มโพรสทีติก" (Prosthetic group) ซึ่งอาจจะเป็นไอออนของโลหะเรียกว่า "โคแฟกเตอร์" (Cofactor) และถ้าเป็นสารประกอบอินทรีย์จะเรียกว่า "โคเอนไซม์" (Coenzyme)
มีเอนไซม์จำนวนมากจะไม่ทำงานถ้าไม่มีตัวช่วย อย่าง โคเอนไซม์ และโคเอนไซม์ส่วนใหญ่จะเป็นวิตามินชนิดที่ละลายน้ำหรือเกลือแร่จำเป็นยางชนิด ซึ่งเกลือแร่จำเป็นน้ำบางครั้งจะเรียกว่า โคแฟกเตอร์ ซึ่งเอนไซม์ทำจากโปรตีน แต่โคเอนไซม์ไม่ใช่โปรตีน และเอนไซม์จะมีขนาดใหญ่มากกวาโคเอนไซม์ โดยในระห่างการทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีอยู่นั้น เอนไซม์จะกลีบคืนมาเป็นอิสระอย่างเดิม แต่โคเอนไซม์จะหมดเปลืองไปเรื่อย ๆ จึงจำเป็นต้องหามาเสริมจากที่ต่าง ๆ
เอนไซม์แต่ละชนิดมีหน้าที่เฉพาะตัว เพราะจะทำปฏิกิริยาเคมีจำเพาะกับสารตั้งต้น หรือ ซับสเตรด (Substrate) ที่ถูกกำหนดไว้เท่านั้น เช่น เอนไซม์ชนิดย่อยไขมันจะไม่ย่อยแป้ง และเอนไซม์ย่อยแป้งจะไม่ย่อยโปรตีน เป็นต้น
เอนไซม์จะยังคงสภาพเดิมทั้งคุณสมบัติและปริมาณ ภายหลังการเกิดปฏิกิริยาแล้วจึงจะสามารถเร่งปฏิกิริยาต่อไปได้อีก
เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยเป็นตัวลดพลังงานกระตุ้น
เอนไซม์มีความไวต่อปฏิกิริยามาก แม้ในปริมาณเพียงน้อยนิดก็สามารถเร่งปฏิกิริยาได้ ถ้าไม่มีเอนไซม์ปฏิกิริยาเคมีทุกชนิดจะเกิดขึ้นช้ามาก จนชีวิตไม่สามารถรอดอยู่ได้
การแช่แข็งจะไม่ทำลายความสามารถของเอนไซม์ส่วนใหญ่ แต่เอนไซม์จะถูกทำลายได้โดยง่ายที่ความร้อนสูงเกิน 45 องศาเซลเซียส
เอนไซม์มีความจำเพาะเจาะเจาะจงต่อซับสเตรด (Supstrate) หรือสารตั้งต้นที่จะเข้าทำปฏิกิริยาแต่ละชนิด จึงสามารถเร่งปฏิกิริยาใดปฏิกิริยาหนึ่งโดยเฉพาะเท่านั้น ยกเว้นเอนไซม์บางชนิดที่มีความเฉพาะเจาะจงน้อยจะเร่งปฏิกิริยาของสารเริ่มต้นที่คล้ายกันได้
อัตราการทำงานของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง ได้แก่ อุณหภูมิ (อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการทำงานโดยทั่วไปของเอนไซม์อยู่ในช่วง 25-40 องศาเซลเซียส หากสูงเกินไปจะทำให้เอนไซม์เสียสภาพโครงสร้าง ทำให้เข้าร่วมกับซับสเตรดไม่ได้), ความเป็นกรดเบส (โดยทั่วไปเอนไซม์จะทำงานได้ดีในช่วงค่า pH 6-7 แต่เอนไซม์หลายชนิดจะทำงานได้ดีในสภาพความเป็นกรดเบสแตกต่างกันออกไป เช่น ลิเพส ทำงานได้ดีที่สุดที่ค่า pH7, เพบซินที่ pH1.5-2.5, ทริบซินที่ pH 8-11 เป็นต้น), ปริมาณของเอนไซม์และซับสเตรด (อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะแปรผันตามความเข้มข้น ถ้ามากเกินพออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงที่เนื่องจากไม่มีเอนไซม์และซับสเตรดเหลือพอที่จะทำปฏิกิริยา)
เอนไซม์แต่ละชนิดที่ร่างกายผลิตขึ้นมาจะมีชีวิตหรืออายุได้เพียง 20 นาที และจะต้องมีเอนไซม์ใหม่เข้ามาทดแทนอยู่เรื่อย ๆ แต่ก็มีเอนไซม์บางชนิดสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นระยะเวลาหลายสัปดาห์ ก่อนที่มันจะหมดสภาพไป
เอนไซม์ที่มีระดับต่ำในร่างกาย จะมีความสัมพันธ์กับโรคของความเสื่อมต่าง ๆ ถ้าเอนไซม์มีระดับต่ำมาก โรคแห่งความเสื่อมก็จะเกิดขึ้นมากตามไปด้วย
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถสร้างเอนไซม์ขึ้นมาได้เอง ด้วยความสามารถในการผลิตที่ต่างกัน
หน้าที่ของเอนไซม์
องค์ประกอบที่สำคัญต่อการดำรงชีวิตของเราได้แก่ น้ำ อากาศ และอาหาร อาหารจะถูกส่งเข้าไปเลี้ยงในร่างกายได้จะต้องอาศัยเอนไซม์ในการกระบวนการย่อยอาหาร และจะต้องอาศัยวิตามิน แร่ธาตุ กรดอะมิโน สารไฟเตท ที่จำเป็นมาเป็นตัวประกอบสำคัญในการเสริมประสิทภาพการทำงานของเอนไซม์ ร่างกายของประกอบไปด้วยเซลล์ขนาดเล็กหลายล้านเซลล์ สารอาหารจะต้องถูกย่อยโดยการทำงานของเอนไซม์จนมีขนาดเล็กในระดับอิออน จึงจะสามารถผ่านหนังของเซลล์ขนาดเล็กแต่ละเซลล์ได้ ร่างกายจึงจะดำรงชีวิตอยู่ได้ ในทางกลับกันถ้าส