酵素の機能

シグナル伝達

酵素はシグナル伝達に参加する能力があります。ここでは、化学的または物理的な信号が細胞を通じて一連の分子イベントとして伝達され、最終的に細胞応答が現れます。シグナル伝達において最も一般的な酵素は、タンパク質のリン酸化を触媒するプロテインキナーゼです。

高分子の分解

大きな分子は酵素によって小さな断片に分解され、これにより人間の体に容易に吸収されることができます。多くの栄養成分は、糖、タンパク質、脂肪などの大きな分子の形で存在し、人間の体によって容易に取り込まれることはありません。したがって、これらの成分は吸収される前に酵素によって小さな部分に分解され、このプロセスは異化と呼ばれます。吸収後、小さな分子は組織の修復、再生、成長を通じて体をリフレッシュするための構成要素として使用され、このプロセスは同化と呼ばれます。異化と同化には、アミラーゼやプロテアーゼなど、多くの酵素が必要です。

エネルギー生成

酵素は生物にエネルギーを生成することができます。アデノシン三リン酸、通称ATPは、化学エネルギーの主要な貯蔵形態です。ATPは、生物学的活動を駆動するエネルギーを放出できる充電されたバッテリーです。酵素はエネルギーを適切な化学形態に変換し、ATP分子に蓄える変換器です。これらの酵素のほとんどはATP合成酵素と呼ばれます。

イオンポンプ

細胞膜の一部の酵素は、イオンポンプとして機能し、濃度勾配に逆らってプラズマ膜を横断してイオンを移動させる役割を果たします。これらの一次イオン輸送体は、ATP、太陽光、その他の酸化還元反応を含むさまざまなソースからのエネルギーを、電気化学的勾配に蓄えられたポテンシャルエネルギーに変換することができます。

防御と排除

生物には、外部環境からの非栄養物質や体内で生成された物質が常に存在し、これらは細胞成分に変換されたり、エネルギー源として利用されたりすることはできません。したがって、これらは除外されるか、生理学的、病理学的、または毒性成分として利用される製品に変換される必要があります。このプロセスに関与する酵素は、単一の酵素、さまざまな酵素を含む複合体、または酸化、還元、加水分解などの一連の生化学反応を実行する酵素システムである可能性があります。

細胞調節

酵素は細胞の内部構造の一部を移動させ、それらを再編成して細胞活動を調節することができます。酵素は細胞内の一部から別の部分にパッケージを運び、細胞が有糸分裂を行う際に染色体を引き離し、また、繊毛を引っ張って細胞の動きを引き起こしたり、気道を清潔に保つために粘液を気道に移動させたりします。上記の動きに関与する一般的な酵素には、ミオシンATPアーゼ、キネシンATPアーゼ、ダイニンATPアーゼがあります。

その他の機能

さらに、酵素は運動を生成することもでき、ミオシンがATPを加水分解して筋肉の収縮を生成し、細胞内の物質を細胞内で輸送する際に細胞骨格の一部として機能します。酵素は、免疫応答や老化プロセスを含む多くの他の機能において重要な役割を果たします。ルシフェラーゼはホタルの光る主な理由であり、ウイルス内の酵素は細胞に感染したり、宿主細胞からウイルス粒子を放出したりすることに関与しています。