ENZIMI

 Hemijske reakcije koje se odigravaju u živim organizmima retko protiču bez učešća katalizatora.

 Enzim je biološki katalizator, tj. ima moć da utiče na brzinu hemijske reakcije.  Enzimi su neophodni kako bi život bio moguć, jer mnoge reakcije koje se odvijaju u ćelijama su previše spore i vodile bi do drugačijih produkata koji organizmu ili nisu potrebni ili bi mu štetili.

 Kvar, genetičke mutacije, nedovoljna ili povećena proizvodnja jednog jedinog enzima može da bude bude glavni uzrok teških genetičkih poremećaja.

   Kao i svi katalizatori, enzimi funkcionišu tako što snižavaju aktivacionu energiju reakcije, i na taj način je ubrzavaju. Enzimi mogu da ubrzaju reakcije na nivou od po nekoliko miliona puta.

Enzim, kao svaki katalizator, ostaje nepromenjen reakcijom na koju utiče i to mu omogućava da, kad se jedna reakcija završi, uključi u drugu, potpuno nepromenjen.

Nomenklatura enzima nam pomaže pri njihovom imenovanju, i po njoj enzimima se daje ime koje se završava sa -za, a prefiks je hemijska stupstanca koja transformiše, odnosno na koju enzim utiče.

 Termin enzim je poreklom iz grčkog jezika i znači kvasac (izazivač vrenja).  Krajem 1700. i početkom 1800, naučnici su primetili reakcije koje nastaju varenjem mesa pomoću žučnih kiselina i reakcije koje prate konverzaciju dekstrina u šećer.

 Proučavanjem fermentacije šećera u alkohol pomoću kvasca, Luj Paster je došao do zaključka da je fermentacija moguća usled postojanja fermenata u kvascu, za koje je mislio da su prisutne samo u živim organizmima.

 Ovo mišljenje su opovrgli 1897. godine Hans i Eduard Buhner koji su koristili ekstrakte kvasca kako bi fermentisali šećer bez prisustva živih ćelija kvasca. Oni su trljanjem kvarcnim peskom uništili žive čelije kvasca i utvrdili da i dalje ima enzimsko delovanje. Bili su zainteresovani u pravljenje ekstrakata kvasca u medicinske svrhe, i jedan od načina čuvanja je bio dodavanje velike količine šećera u ekstrakte. Otkrili su da je šećer fermentisan, iako u celoj smesi nije bilo prisutnih živih ćelija kvasca. Termin enzim je korišćen tad prvi put i opisuje supstancu u ekstraktu kvasca koji je doveo do fermentacije šećera.

 Neki enzimi su kao samostalne jedinice same sebi dovoljne da bi bile potpuno aktivne, tj. ne trebaju dodatni faktori da bi se ta aktivnost postigla.  Isto tako, nekim enzimima su potrebni molekuli koji bi pomogli pri aktiviranju enzima, i ti molekuli se zovu kofaktori. Kofaktori mogu biti neorganskog porekla, kao na primer joni metala, ili mogu da imaju organsko poreklo, i kao takvi se nazivaju koenzimi. Enzimi kojima su potrebni kofaktori, a trenutno ih nemaju, se nazivaju apoenzimi. Enzim koji je povezan sa svojim kofaktorom, naziva se holoenzim.

P

ODELA ENZIMA

 Enzimi se dele na šest osnovnih grupa prema reakcijama koje izazivaju.

1. Oksidoreduktaze – katalizuju reakcije oksido- -redukcije 2. Transferaze – katalizuju prenošenje funkcionalnih grupa 3. Hidrolaze – katalizuju procese hidrolize 4. Liaze – katalizuju adicije na dvostruke veze ili reakcije eliminicacije uz građenje dvostruke veze 5. Izomeraze - katalizuju reakcije izomerizacije 6. Sintetaze – katalizuju reakcije stvaranja novih veza

F

UNKCIJA ENZIMA

   Enzimi se svakodnevno koriste u produktima kao što su deterdženti za sudove, veš, i razne druge kućne hemikalije. Enzim proteaza se dobija iz bakterija, a koristi se u supstancama kao što je deterdžent.

Enzim amiloglukosidaza se koristi pri proizvodnji piva, jer se pomoću ovog enzima proizvodi nisko kalorično pivo.

Enzim lipaza se koristi u prehrambenoj industriji, pogotovo pri pravljenju buđavog sira.

Danas je poznato malo više od 5.000 enzima.

E

NZIMSKE BOLESTI

 Urođene greške u metabolizmu predstavljaju potpuni ili delimičan gubitak dejstva nekog enzima. Usled greške u nekom genu ne dolazi do stvaranja enzima, što prouzrokuje oboljenja koja se zajedno nazivaju enzimopatije ili enzimske bolesti.

 Nasleđuju se autozomno-recesivno.

 Najčešće enzimopatije u ljudskoj populaciji su albinizam, alkaptonurija, fenilketonurija, Tej-Saksova bolest, galaktozemija i urođena hipotireoza.

ALBINIZAM

 Albinizam je nasledni genetski poremećaj i nastaje usled nedostatka određenog enzima na metaboličkom putu pretvaranja tirozina u melanin, crni ili smeđi pigment koji nastaje enzimskom oksidacijom tirozina.

 Naziv dolazi od latinske reči albus, što znači beo.

 Kod životinja i čoveka melanin se stvara u ćelijama melanocitima u koži, očima i kosi i utiče na njihovu boju. Kod albinizma je broj melanocita normalan, ali je poremećena sinteza melanina.

 Albinizam je jednako zastupljen kod muškaraca i žena. Nasleđuje se preko recesivnih gena, što znači da oba roditelja moraju da imaju poremećaj (koji ne mora biti vidljiv), da bi se preneo na dete. Ukoliko samo jedan roditelj poseduje ovaj gen, veomaje retko da ga dete nasledi, ali je ipak moguće. Albinizam je čest kod dece iz brakova medju bližim rođacima.

 Fizički simptomi bolesti su veoma svetao ten, svetla ili bela kosa u detinjstvu, veoma svetle oči, koje čak mogu biti crvenkaste ili roze boje.

  Ne postoji lek za albinizam. Lečenje jedino ima za cilj da umanji simptome. Međutim, kod ređih oblika albinizma, koja za posledicu imaju oslabljen vid ili druge zdravstvene probleme, lečenje je neophodno. Preventivno lečenje se odnosi na zaštitu očiju i kože, naročito od sunčevog zračenja.

Ljudi koji imaju najčešće oblike albinizma žive sasvim normalan život. Kroz istoriju, ljudi sa ovim poremećajem često su bili odbačeni od društva zbog čudnijeg fizičkog izgleda. U nekim zemljama se smatralo da poseduju natprirodne moći, da mogu da predvide budućnost ili izleče bolesne.

 Poslednjih godina u Africi, posebno u Tanzaniji i Burundiju, albino ljude ubijaju zbog njihovih delova tela. Vračevi smatraju da ukoliko se u određene napitke ubace delovi tela albina, osoba se može izlečiti ili obogatiti. Mnogi ljudi veruju da su albini prokleti i da je njihovo stanje zarazno.

ALKAPTONURIJA

 Alkaptonurija je prvo opisano enzimsko oboljenje.

 Ono je posledica nedostatka enzima oksidaze, koji razgrađuje kiselinu u organizmu. Takođe, poremećen je metabolizam tirozina pa dolazi do nagomilavanja alkaptona koji se izlučuje mokraćom, koja u dodiru sa vazduhom postaje crna.

 Tokom vremena hrskavica nosa i ušiju postaje mrka, a kasnije u starosti dolazi do artritisa (zapaljenje zglobova).

 Nasleđuje se po autozomno recesivnom tipu. U braku zdravih roditelja koji su heterozigotni prenosioci, postoji mogućnost rađanja obolelog deteta. Heterozigotni prenosioci imaju jedan dominantan alel što je sasvim dovoljno za sintezu enzima te su takve osobe zdrave. Međutim, takve osobe recesivan alel mogu preneti na svoje dete. Kod obolelog deteta se recesivne mutacije nađu u paru (homozigot) te se enzim ne sintetiše i bolest ispoljava.

 Terapija ne postoji.

 Lečenje se sastoji u smanjenom unošenju belančevina hranom sa ciljem da se smanji stvaranje homogentizinske kiseline, i spreči ili uspori nastanak ohronoze. Tegobe u zglobovima se leče simptomatskom terapijom. Daju se farmakološke doze vitamina C.

FENILKETONURIJA

  Fenilketonuriju je otkrio norveški lekar Ivar Asbjorn Foling 1934. koji je uočio da je hiperfenilalaninemija tesno povezana sa mentalnom retardacijom. U Norveškoj, ovaj poremećaj se naziva i Folingova bolest.

Doktor Foling je jedan od prvih koji je temeljno hemijski analizirao bolest. On je nakon detaljne hemijske analize urina mentalno retardiranih brata i sestre, zatražio od svih lekara u blizini Osla da detaljno analiziraju urin pacijenata koji imaju nekakav oblik mentalne retardacije. Tako je otkriveno isto jedinjenje kod osam pacijenata sa istim mentalnim poremećajem. Nakon brojnih testiranja i hemijski analiza, Foling je pronašao da ovo jedinjenje sadrži prsten benzena i dalja testiranja su pokazala da je upravo to jedinjenje i prisutno u urinu.

 Fenilketonurija nastaje kao posledica nedostatka enzima koji aminokiselinu fenil-alanin pretvara u tirozin. Zbog tog nedostatka dolazi do nagomilavanja fenil alanina u krvi što utiče na nervni sistem dovodeći do mentalne zaostalosti.

 Ova bolest se može sprečiti ako se novorođenčetu iz ishrane izbaci fenil alanin.

 Nedovoljna količina tirozina u krvotoku vodi do smanjenja produkcije melanina, tako da deca sa ovim poremećajem su pretežno bleda, imaju nežno belu boju kože i plave oči. Takođe, i znoj i urin obolelih imaju jači miris od zdravih osoba.

TEJ-SAKSOVA BOLEST

 Tej-Saksova bolest, ranije poznata kao amaurotična idiotija, je poremećaj metabolizma lipida.

 Ovu bolest prenose recesivni geni, koji proizvode urođene pogreške metabolizma.

 Kod osoba s ovim genetičkim poremećajem nervni sistem se raspada zbog nedostatka enzima koji razgrađuju masti u moždanim ćelijama i moždane ćelije umiru usled nagomilavanja masnih naslaga.

  Tej-Saksova bolest retka je u populaciji jer se pojavljuje samo kod jednog od 300 000 ljudi. Međutim, kod Aškenaza (Jevreji koji potiču iz severne, srednje ili istočne Evrope), koji čine 90% Jevreja u SAD, ova se bolest javlja kod jednog na svakih 3 600 rođene dece.

Deca pogođena ovom bolešću prilikom rođenja i tokom prvih pola godine života izgledaju normalno. Zatim, u periodu od oko 8 meseci, postaju krajnje apatična, a do kraja prve godine često i slepa. Većina obolele dece umire do šeste godine. Za sada ne postoji lek za ovu bolest.

GALAKTOZEMIJA

 Galaktozemija je poremećaj metabolizma šećera galaktoze.

 Suština poremećaja je u nemogućnosti organizma da galaktozu unetu putem hrane pretvori u glikozu. Bolest je posledica nedostatka enzima koji obavlja pretvaranje.

 Galaktoza se nagomilava u krvi izazivajući određene simptome i znake bolesti. Kad se nagomila do odredjene koncentracije, onda se delimično izlučuje mokraćom, a većina deluje toksično na jetru, oči i bubrege.

 Kod odojčeta se bolest ispoljava žuticom, zatim može da se razvija ciroza jetre, katarakta i insuficijencija bubrega. Dovodi do umne zaostalosti i rane smrtnosti dece. Može se sprečiti izbacivanjem mleka iz ishrane beba.

 Dijagnoza se postavlja na osnovu nalaza galaktoze u mokraći i nedostatka određenog enzima u crvenim krvnim zrncima bolesnika.

UROĐENA HIPOTIREOZA

 Urođena hipoteza, ranije zvana hipotireoidni kretenizam, posledica je nepretvaranja tirozina u tironin, usled čega se ne stvaraju hormoni štitne žlezde. Manifestuje se teškim oštećenjima centralnog nervnog sistema.

 Ova je bolest neizlečiva i doživotna. Međutim, postoji lek koji se daje da se nadoknadi tiroksin.

 Nasleđuje se autozomno-recesivno pri čemu su roditelji najčešće fenotipski normalni heterozigotni prenosioci recesivnog mutiranog alela. U nekim porodicama se iz braka oba obolela roditelja, koji su homozigoti, rađaju zdrava deca. Tada je u pitanju fenomen označen kao genokopija. Takvi roditelji su nosioci različitih mutiranih alela koji imaju isti efekat na fenotip. Njihovi potomci su u tom slučaju heterozigoti za dve različite mutacije i stoga fenotipski normalni.

 Urođena hipotireoza može da bude uslovljena i nedostatkom joda u hrani i piću, odnosno i genetički faktori i faktori sredine mogu da daju isti fenotip što se naziva fenokopija.

 Razvija se postepeno, dugo, bez ikakvih tegoba ili su one takve da se misli na druge bolesti. Najčešće tegobe su umor, malaksalost, pospanost, zaboravnost, zimogrožljivost, slabljenje sluha, povećanje telesne težine uprkos smanjenom apetitu. Bolesnici imaju nadimanje, zatvor i druge smetnje sa varenjem, slabo se znoje i često imaju bol u grudima. Ponekad su prisutni bolovi u mišićima.

 Kod žena se javlja neuredna menstruacija i sterilitet, kod muškaraca lučenje mleka i sterilitet.  Simptomi se razvijaju postepeno tako da se oboleli navikne na njih, a bolest se otkrije slučajno.

 Oboleli izgledaju podbulo, lice je otečeno, naročito oko očiju. U težim slučajevima otoci su izraženi na licu i po telu. To se naziva miksedem. Koža obolelih je bledožućkasta, suva, perutava i hrapava. Kosa je suva, lomljiva, lako opada, sa pojačanim perutom.

Zahvaljujemo se na pažnji :)