さまざまな化学反応が各生物の体内で発生します。体内の細胞は、この反応を通じてその機能を果たします。この反応には多くの段階があり、各段階は特定の酵素によって制御されています。
酵素は、生体内の化学反応を促進するタンパク質またはタンパク質ベースの分子として定義できます。この分子は化学反応の触媒としての役割を果たしています。これは、反応物または基質のセットを特定の製品に変更することを奨励するのは彼であることを意味します。一方、触媒は、化学反応を変化させたり、反応自体に使い果たされたりすることなく、化学反応を変化させることができる物質です。
触媒の役割は、細胞が化学反応を含む生命過程を迅速に実行するのを助けることです。これがないと、ほとんどの代謝反応はゆっくりと起こるか、まったく起こりません。
歴史
酵素は酵素学で研究されています。高等教育の世界では、酵素学は独立した学部として研究されていませんが、多くの研究プログラムで見つけることができます。通常、これは医学、食品科学、食品加工技術、および農学の分野で研究されています。
酵素の存在は、胃液による肉の消化と植物抽出物と唾液によるデンプンの糖への変換が知られるようになった1700年代後半から1800年代初頭に発見されました。ただし、これが発生するメカニズムは特定されていません。 1837年になって初めて、ベルセリウスという科学者がこの分子の知識を開拓しました。彼は当時、反応を速めることができるがそれ自体は反応しない物質のために「触媒」という名前を提案した。
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しかし、酵素自体の助けを借りて発生する化学プロセスは、古くから知られています。発酵または発酵してワインを作り、酢を作ると言います。ルイ・パスツールはこの発酵で多くの仕事をした人の一人であり、酵母による砂糖のアルコールへの発酵を研究したとき、ルイ・パスツールはこの発酵は酵母細胞に存在する「発酵」と呼ばれる生命力によって触媒されると結論付けました。生物の体内でのみ機能すると考えられています。
1878年、ドイツの生理学者WilhelmKühne（1837–1900）は、発酵プロセスを説明するために、ギリシャ語の「ベーキング剤中」（酵母）を意味するενζυμονに由来する「酵素」という用語を最初に使用しました。 「酵素」という言葉は後にペプシンなどの無生物を指すために使用され、発酵という言葉は生物によって生成される化学活性を指すために使用されました。
酵素の種類
途中で、知る必要のある酵素にはいくつかの種類があります。 1つ目は、いくつかの小分子から大きな分子を形成できることです。一例は、数百のグルコース分子を結合し、植物細胞でショ糖分子を形成する酵素です。別の例は、タンパク質を構成する数十または数百のアミノ酸分子です。
2番目のタイプは、大きな分子を小さな分子に分解する酵素です。一例は消化酵素で、食物分子をより小さな断片に分解して消化できるようにします。
酵素の性質
酵素にはいくつかの特徴的な特性があります。まず、自然界におけるその特定の役割です。ここで、各タイプの酵素は、1つのタイプの化学反応の触媒にしかなり得ません。たとえば、タンパク質を分解するプロテアーゼは、タンパク質や炭水化物を分解することができません。
2番目のプロパティは温度に敏感です。酵素自体は、摂氏37度という最適な温度で最もよく機能します。第三に、pHの変化に敏感です。それらのいくつかは低pHで最適に動作しますが、いくつかは高pHで最適です。
酵素の主成分はタンパク質です。酵素はまた、物質の調製と分解に反応して前後に一緒に働きます。
最後の特性は触媒です。触媒として、活性化エネルギーを下げることで化学反応を加速します。活性化エネルギーは、化学反応を開始するために必要な最小エネルギーです。
