ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเอนไซม์

เอนไซม์ (ENZYME)

            เอดอต และฮานส์ บุชเนอร์ (Eduard and Hans Buchner) นักเคมีชาวเยอรมันค้นพบว่า สารชนิดหนึ่งในเซลล์ยีสต์สามารถทำให้น้ำตาลกลูโคสเปลี่ยนเป็นเอทิลแอลกอฮอล์ได้ จึงให้ชื่อสารนั้นว่า “ENZYME” ซึ่ง “EN” แปลว่า “ใน” และ “ZYME” แปลว่า “ยีสต์”

            เอนไซม์จึงจัดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี (biological catalyst หรือ biocatalyst) ที่ใช้ในเมแทบอลิซึม (metabolism) เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นจุลินทรีย์ พืช สัตว์ และมนุษย์ ซึ่งออร์แกเนลล์ (organelle) ภายในเซลล์ที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ เช่น ไลโซโซม  ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาส golgi apparatus เป็นต้น

สิ่งที่ควรรู้เกี่ยวกับเอนไซม์

            เอนไซม์เกือบทุกชนิดมีส่วนประกอบเป็นโปรตีนเพียงอย่างเดียวซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโน (amino acid) หลายชนิดมาต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะเปปไทด์ (peptide bond) ดังแสดงในรูปที่ 1 แต่มีเอนไซม์บางชนิดที่มีส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนเป็นส่วนประกอบด้วยจึงถูกเรียกว่า “Haloenzyme” อันประกอบด้วย 2 ส่วนคือส่วนที่เป็นโปรตีนซึ่งเรียกว่า “Apoenzyme” และส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนซึ่งโดยรวม ๆ เรียกว่า “cofactor” (โคแฟกเตอร์) ดังแสดงในรูปที่ 2 หากโคแฟคเตอร์เป็นสารอนินทรีย์จำพวกอิออนของโลหะ(metal activator) เช่น Mg2+ Fe2+ Cu2+ Na+ K+ เป็นต้น จะเรียกว่า “Metalloenzyme” ก็ได้ หากโคแฟคเตอร์เป็นสารอินทรีย์ เช่น NADP FAD ATP วิตามิน เป็นต้น จะเรียกว่า “coenzyme” หากโคแฟกเตอร์เป็นโมเลกุลของสารอินทรีย์ที่ยึดเหนี่ยวกับส่วนที่เป็นโปรตีนด้วยพันธะโควาเลนท์ (covalent bond) จะเรียกว่า “prosthetic group” Haloenzyme นี้ต้องมีครบทั้ง 2 ส่วนดังกล่าวจึงจะสามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้

การเรียกชื่อเอนไซม์

          สหภาพนานาชาติแห่งชีวเคมี (the international union of biochemistry; IUB) จำแนกเอนไซม์ออกเป็น 6 กลุ่ม (class) ตามลักษณะการเกิดปฏิกิริยาเคมี ดังแสดงในตารางที่ 1 และสามารถเรียกชื่อเอนไซม์ด้วยเลขรหัส the enzyme commission number (EC number) EC X1.X2.X3.X4 อันประกอบด้วยเลข 4 ตัวและมีจุดคั่นระหว่างเลขแต่ละตัว ยกตัวอย่างเช่น tripeptide aminopeptidases; EC 3.4.11.4 อธิบายได้ตามตารางที่ 2 นอกจากนี้เอนไซม์ยังสามารถเรียกแบบชื่อสามัญได้โดยเติม –ase เข้าไปท้ายชื่อสารตั้งต้น (substrate) ที่จะทำปฏิกิริยากับเอนไซม์นั้น ๆ ดังแสดงในตารางที่ 3