Lexikon

katalizátor funkcióval rendelkező fehérjék, amelyek az élő szervezetben szubsztrátok specifikus módon történő átalakítását teszik lehetővé, ill. gyorsítják. Úgy működnek, hogy aktív csoportjuk a szubsztráttal enzim-szubsztrát komplexet alkot, melyből lehasad az enzimes reakció terméke, az enzim pedig visszaalakul eredeti, működőképes formájába. Az enzimek többsége összetett fehérje, általában csak egyfajta átalakulást katalizálnak, szubsztrátspecificitás jellemzi őket térbeli alakjuk komplementer a szubsztrátéval: úgy illenek egymáshoz, mint kulcs a zárba, működésük függ a környezeti paraméterektől pH, hőmérséklet, ozmózisnyomás, stb., a szubsztrát-koncentrációtól. Aktivitásukat az optimális körülmények között másodpercenként átalakított szubsztrátmolekulák számával jellemezhetjük. Működésüket az aktívátorok fokozzák, az inhibitorok gátolják. Az élő szervezetben az enzimek a szükségletek által szabályozott módon termelődnek, előállított mennyiségük nőhet indukció vagy gátlódhat represszió, ami a géneken kódolt információ átíródásának és a fehérjeszintézisnek a sejten belüli szabályozása által valósul meg. A katalizált reakció típusa szerint megkülönböztethető enzimek: 1. oxidoreduktázok, 2. transzferázok, 3. hidrolázok, 4. liázok, 5. izomerázok, 6. ligázok. Az élőlényekben a baktériumoktól az emberig a biokémiai átalakulásokat az enzimek katalizálják. A környezetben az elemek körforgásában, a holt szerves anyagok és a szennyezőanyagok lebontásában igen fontos szerepük van az élőlényekben zajló enzimes reakcióknak. A környezetben, elsősorban a talajban és az élővizekben élő mikroorganizmusok szinte végtelen biokémiai potenciálját enzimjeik sokasága eredményezi. A biomérnök a biotechnológia középpontjába ezeket az enzimes átalakulási folyamatokat állítja, vagy úgy, hogy a megfelelő enzimkészlettel és átalakító képességgel rendelkező organizmust, ill. közösséget használja fel, vagy úgy, hogy az átalakító biotechnológiától különválasztott lépésben termelteti meg azokat, a termelő sejtektől elkülönített enzimeket, amelyeket aztán ún. emzimtechnológiákban alkalmaz. Enzimes technológiákon alapulnak az erjedési iparok, az élelmiszeriparok kenyérgyártás, ecetgyártás, tejsavas erjesztéssel előállított termékek, alkoholtartalmú termékek, fermentált dohány és tea, savanyú tejtermékek és sajtok előállítása, stb., a megújuló energiaforrásokat előállító biotechnológiák bioetanol gyártás, a környezetvédelmi biotechnológiák biológiai szennyvíztisztítás, talaj bioremediációja stb. Ipari méretben előállított enzimeket a legtöbb iparág használ, pl. az élelmiszeripar tejfehérjék kicsapása oltóenzimmel, izocukorgyártás invertázzal, a konzervipar lényerés pektinázokkal, puhítás cellulázokkal, a textilipar, a mosószergyártás mosószerekbe adagolt fehérje- és zsírbontó enzimek, a gyógyszeripar emésztést segítő pepszin.