เอนไซม์ กุญแจสำคัญของสิ่งมีชีวิต

การดำรงชีวิตในแต่ละนาทีของคน พืช และสัตว์ จะเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นในร่างกายมากมายนับไม่ถ้วน ในการเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อเปลี่ยนสารตั้งต้น (substrate) ชนิดหนึ่ง ไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ (product) อีกชนิดหนึ่ง อาจใช้เวลานานตั้งแต่หลายชั่วโมงไปถึงหลายร้อยปี! ซึ่งยาวนานกว่าอายุขัยของสิ่งมีชีวิตมาก ด้วยเหตุนี้ ในร่างกายเราจึงมีสารที่เรียกว่า เอนไซม์ (enzyme) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวช่วยเร่งปฏิกิริยาให้เกิดเร็วขึ้นในชั่วพริบตาเท่านั้น ทำให้เราสามารถดำรงชีวิตต่อไปได้อย่างเป็นปกติ  

เอนไซม์คืออะไร?

เอนไซม์ (enzyme) คือสารประเภทโปรตีนที่มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเคมีในสิ่งมีชีวิต โครงสร้างของเอนไซม์ประกอบด้วยสายเปปไทด์ (สายโซ่ที่มีกรดอะมิโน ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของโปรตีนมาเรียงต่อกัน) ตั้งแต่สายเดียว ไปจนถึงหลายสาย ขึ้นอยู่กับชนิดของเอนไซม์ โดยสายเปปไทด์จะพับทบกันจนเกิดเป็นโครงสร้าง 3 มิติ และมีส่วนหนึ่งในโครงสร้างเป็นตำแหน่งที่จับกับสารตั้งต้น ซึ่งเราเรียกว่า active site ของเอนไซม์ ในเอนไซม์ 1 โมเลกุล อาจมีเพียงหนึ่งหรือหลาย active site ก็ได้

แพ็กเกจที่คุณอาจสนใจ

หมดปัญหาเหงื่อออกมากที่มืออย่างถาวร รักษาแล้วมือแห้ง ชีวิตง่ายขึ้น!

จองผ่าน HD ประหยัดกว่า / เบิกประกันได้ / ผ่อน 0% ได้ / ปรึกษาหมอก่อนผ่าตัดได้ไม่จำกัดครั้ง

กด

หน้าที่และการทำงานของเอนไซม์?

เอนไซม์มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาชีวเคมีภายในร่างกาย โดยการลดพลังงานกระตุ้นในการเปลี่ยน สารตั้งต้น (substrate) ให้กลายเป็น สารผลิตภัณฑ์ (product) เช่น การย่อยแป้งให้กลายเป็นน้ำตาล หรือเชื่อมต่อกรดอะมิโนให้กลายเป็นโปรตีน เป็นต้น เอนไซม์ทุกชนิดจะมีความจำเพาะกับปฏิกิริยาเคมีและสารตั้งต้น เช่น เอนไซม์ glucose oxidase จะจับกับสารตั้งต้นคือ glucose และเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยน glucose เป็นกรด gluconic เท่านั้น โดยการจับกันระหว่างเอนไซม์กับสารตั้งต้น จะเข้าล็อคกันได้พอดี เหมือน แม่กุญแจกับลูกกุญแจ (Lock and key) หากทั้งสองอย่างไม่พอดีกัน จะไม่สามารถเกิดผลิตภัณฑ์ขึ้นได้ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่า บริเวณ active site ของเอนไซม์มีความยืดหยุ่นและปรับเปลี่ยนโครงสร้างให้เข้ากับสารตั้งต้นที่จำเพาะได้ เมื่อมีการกระตุ้นที่เหมาะสม

โดยปกติเมื่อเอนไซม์จับกับสารตั้งต้นและเร่งปฏิกิริยาจนเสร็จสิ้น เอนไซม์จะปล่อยสารผลิตภัณฑ์ออกมา โดยตัวเอนไซม์เองไม่เสียสภาพ และสามารถกลับไปจับกับสารตั้งต้นได้ใหม่ เพื่อเร่งปฏิกิริยาต่อไป อัตราการทำงานของเอนไซม์นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น

• อุณหภูมิ เอนไซม์ในร่างกายจะทำงานได้ที่อุณหภูมิ 25-40 องศาเซลเซียส โดยเฉพาะที่ประมาณ 37 องศา ซึ่งเป็นอุณหภูมิร่างกาย หากอุณหภูมิสูงเกินไปเอนไซม์จะเสียสภาพจนอัตราการทำงานลดลง
• ความเป็นกรดเบส เอนไซม์แต่ละชนิดจะทำงานได้ดีใน pH ต่างๆ กัน เช่น เอนไซม์ pepsin ในกระเพาะอาหาร จะทำงานที่ pH 1.5-2.5 ส่วนเอนไซม์ trypsin จะทำงานที่ pH 8-11 เป็นต้น
• ปริมาณของสารตั้งต้น ยิ่งปริมาณสารตั้งต้น (substrate) มากเท่าไหร่ เอนไซม์จะยิ่งทำงานในอัตรามากขึ้นเท่านั้น แต่หากปริมาณสารตั้งต้นสูงมากในระดับหนึ่ง อัตราการทำงานจะเริ่มคงที่ เพราะไม่มีปริมาณเอนไซม์มากพอไปจับกับสารตั้งต้นนั่นเอง

นอกจากนี้ ยังมีสารอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเอนไซม์ ได้แก่ ตัวกระตุ้น (activator) ซึ่งจะมาจับกับเอนไซม์และกระตุ้นให้การทำงานดีขึ้น ตัวยับยั้ง (inhibitor) ซึ่งเมื่อมาจับกับโครงสร้างเอนไซม์ จะหยุดยั้งการทำงาน หรือทำให้อัตราการทำงานของเอนไซม์ลดลง และโคเอนไซม์ (coenzyme) ซึ่งเป็นตัวสำคัญที่ช่วยให้เอนไซม์ทำงานได้ปกติ เช่น วิตามินและแร่ธาตุต่างๆ

ประเภทของเอนไซม์

เอนไซม์ในร่างกายเรามีมากกว่า 3,000 ชนิด ซึ่งสามารถแบ่งตามปฏิกิริยาที่ตัวมันทำหน้าที่เร่งได้เป็น 6 ประเภท ได้แก่

• ออกซิโดรีดักเทส (Oxidoreductase) ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการถ่ายเทอิเล็กตรอนระหว่างสารตั้งต้น ยกตัวอย่างเช่น เอนไซม์ในกลุ่ม dehydrogenase และ oxidase
• ทรานสเฟอเรส (Transferase) ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการเคลื่อนย้ายหมู่เคมี จากตัวให้ไปยังตัวรับ เช่น เอนไซม์ dextransucrase
• ไฮโดรเลส (Hydrolase) ทำหน้าที่เร่งการสลายพันธะเคมีในสารต่างๆ เอนไซม์ที่ย่อยอาหารส่วนใหญ่จะจัดอยู่ในประเภทนี้ เช่น เอนไซม์ amylase และ lipase เป็นต้น
• ไลเอส (Lyase) ทำหน้าที่เร่งการแยกโปรตอนไฮโดรเจนในสารตั้งต้น ทำให้เกิดการเปลี่ยนโครงสร้างพันธะเคมีในสารผลิตภัณฑ์ เช่น เอนไซม์ fumarase เป็นต้น
• ไอโซเมอเรส (Isomerase) ทำหน้าที่เร่งการเปลี่ยนไอโซเมอร์ในสารตั้งต้น เช่น เอนไซม์ alanine racemase
• ไลเกส (Ligase) ทำหน้าที่เร่งการสร้างพันธะเชื่อมระหว่าง 2 โมเลกุล เอนไซม์ประเภทนี้จึงมีบทบาทในการสังเคราะห์โปรตีน ไขมัน และสารขนาดใหญ่อื่นๆ ในร่างกาย ยกตัวอย่างเช่น เอนไซม์ glutamine synthetase  

ประโยชน์ของเอนไซม์ต่อร่างกาย

เอนไซม์มีความสำคัญต่อร่างกายมหาศาลชนิดที่ขาดไม่ได้ เพราะเอนไซม์เป็นตัวช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีในร่างกายที่ต้องใช้เวลานานเนิ่น ให้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว จึงทำให้เราสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้เป็นปกติ ยกตัวอย่างความสำคัญของเอนไซม์ในร่างกายของเรา ได้แก่

• ช่วยในการย่อยอาหารที่เราทานเข้าไป ให้กลายเป็นสารอาหารที่สามารถดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดไปเลี้ยงร่างกายส่วนต่างๆ ได้ ซึ่งเอนไซม์ย่อยอาหาร ได้แก่ amylase, trypsin, pepsin, lipase เป็นต้น
• ช่วยสร้างพลังงานภายในเซลล์และอวัยวะต่างๆ โดยการสลายสารอาหาร หรือเก็บสะสมสารอาหารไว้ในรูปที่ร่างกายดึงมาใช้ได้ ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ citrate synthase
• ช่วยกำจัดสารอนุมูลอิสระและสารพิษที่เป็นตัวร้ายทำลายเซลล์ และเปลี่ยนสารเหล่านี้ให้อยู่ในรูปที่ไม่อันตราย ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ glutathione peroxidase
• ช่วยสังเคราะห์สารชีวเคมีที่สำคัญในร่างกาย เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดนิวคลีอิก ยกตัวอย่างเช่น เอนไซม์ DNA-ligase
• ช่วยในการแข็งตัวของเลือดเมื่อเกิดบาดแผล และช่วยสลายลิ่มเลือดไม่ให้อุดตันในหลอดเลือด ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ serine protease
• ช่วยในการสื่อสารระหว่างเซลล์ และการส่งกระแสประสาท ให้เกิดการตอบสนองในกระบวนการต่างๆ รวมถึงกระตุ้นเอนไซม์ชนิดอื่นๆ อีกทอดหนึ่ง เช่น เอนไซม์ protein kinase
• ปัจจุบัน มีการวิจัยพบว่าเอนไซม์บำบัดสามารถยับยั้งเซลล์มะเร็งได้ เช่น เอนไซม์ protease จะย่อยไฟบรินที่ห่อหุ้มเซลล์มะเร็ง ทำให้ภูมิคุ้มกันร่างกายสามารถเข้ากำจัดเซลล์มะเร็งได้ง่ายขึ้น

เอนไซม์ที่ได้จากอาหาร

เอนไซม์นั้นเป็นส่วนประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิต ดังนั้น ในพืชและสัตว์ที่เรานำมาเป็นอาหารจึงมีเอนไซม์ที่สำคัญอยู่เช่นกัน รวมถึงมีสารอื่นๆ ที่ช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ด้วย ตัวอย่างเช่น

• ผลไม้รสเปรี้ยว เช่น สับปะรด มีเอนไซม์ที่ช่วยย่อยโปรตีน จึงช่วยลดอาการปวดท้อง ท้องผูก บำรุงระบบย่อยอาหาร และเสริมภูมิคุ้มกันแก่ร่างกาย
• มะละกอ มีเอนไซม์ที่ช่วยในการย่อยและดูดซึมอาหาร ทำให้การย่อยอาหารและการขับถ่ายเป็นปกติยิ่งขึ้น
• ผักกาดดอง และกิมจิ มีเอนไซม์หลายชนิดที่สร้างจากแบคทีเรีย ซึ่งมีฤทธิ์ช่วยย่อยแป้งให้เป็นน้ำตาล ทำให้ระบบย่อยอาหารและการเผาผลาญพลังงานของเราดีขึ้น
• อะโวคาโด มีเอนไซม์หลายชนิด เช่น lipase ซึ่งช่วยย่อยไขมัน จึงมีประโยชน์ในการลดน้ำหนัก
• กล้วยหอม มีเอนไซม์ที่ช่วยย่อยแป้งและน้ำตาล ทำให้ร่างกายเรามีพลังงานเพียงพอโดยไม่เกิดไขมันส่วนเกินสะสมในร่างกาย
• ผักใบเขียว และเนื้อสัตว์ มีวิตามิน บี1 บี2 บี6 บี12 และวิตามิน เค สูง ซึ่งทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ ช่วยให้การทำงานของเอนไซม์หลายชนิดเป็นปกติ

การทานอาหารที่อุดมด้วยเอนไซม์นานาชนิดนั้นส่งผลดีต่อร่างกาย แต่เราก็ไม่ควรละเลยการดูแลสุขภาพด้วยวิธีอื่นๆ เช่น การออกกำลังกาย ดื่มน้ำมากๆ พักผ่อนให้เพียงพอ และผ่อนคลายความเครียด เพื่อให้ร่างกายของเราเองผลิตเอนไซม์ได้อย่างเหมาะสม และทำงานได้อย่างเป็นปกติ