เอนไซม์ ในร่างกายมีหน้าที่ช่วยการทำงานในระบบต่างๆ ของร่างมนุษย์อย่างไร

เอนไซม์ ผู้ช่วยในระบบต่างๆ ของร่างกายเรา

เอนไซม์ นับว่าเป็นสารชีวโมเลกุลภายในเซลล์ที่สำคัญต่อการมีชีวิต ของทุกชีวิต

เอนไซม์ (Enzyme) คือ สารชีวโมเลกุล (Biomolecule) ที่ประกอบขึ้นจากกลุ่มของโปรตีนชนิดต่าง ๆ มีคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ส่งเสริมให้กระบวนการต่าง ๆ ภายในร่างกายไม่ว่าจะเป็นกระบวนการสันดาป (Metabolism) กระบวนย่อยสลายสสารและโมเลกุลเพื่อพลังงาน (Catabolism) หรือกระบวนการสังเคราะห์สารต่าง ๆ (Anabolism) ของสิ่งมีชีวิตดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

เอนไซม์เปรียบเสมือนกุญแจสำคัญที่ส่งเสริมการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่ไซนาโนแบคทีเรีย จนถึงสัตว์เลี้ยงลูกกด้วยนม อีกความหมายหนึ่งคือ ถ้าหากสิ่งมีชีวิตขาดเอนไซม์ ร่างกายของจะอ่อนแอลงเรื่อยๆ และตายในที่สุด ดังนั้น เอนไซม์จึงเปรียบเหมือนผู้ช่วยในระบบต่างๆ ของร่างกาย ทำหน้าที่ ช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีที่จำเพาะ (Specific catalyst) ซึ่งจะทำงานร่วมกับสารชีวเคมีอื่น ได้แก่ โคเอนไซม์ (Co-enzymes) ซึ่งร่างกายได้รับจากสารอาหารจำพวกพวก วิตามิน และแร่ธาตุที่จำเป็นต่อร่างกาย แต่ถ้ามีเฉพาะวิตามิน และแร่ธาตุนั้น จะไม่สามารถกระตุ้นการทำงานภายในเซลล์ได้ หากไม่ได้ทำงานร่วมกับเอนไซม์

บทบาทหน้าที่และหลักการทำงานของเอนไซม์

เอนไซม์เปรียบเสมือนกุญแจสำคัญที่ส่งเสริมการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ทำหน้าที่ย่อยสลายและช่วยดูดซึมสารอาหาร ส่งเสริมให้ปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ดำเนินไปอย่างสมดุล เพื่อร่างกายดำรงอยู่ได้อย่างไม่เสื่อมถอยหรือเกิดโรคภัยไข้เจ็บที่ส่งผลถึงชีวิต ดังนั้น เอนไซม์จึงทำหน้าที่เสมือนผู้ช่วยของระบบภายในต่าง ๆ

โดยเฉพาะการทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญ ซึ่งมีหน้าที่จำเพาะ (Specific catalyst) ต่อสารตั้งต้น (Substrate) ที่ถูกกำหนดไว้ในตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจง (Active Site) เท่านั้น เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เพื่อสร้างสารประกอบเอนไซม์รวมกับสารตั้งต้น (Enzyme-Substrate complex) ก่อนเปลี่ยนสารตั้งต้นให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ (Product) ที่ต้องการ โดยไม่ก่อให้เกิดผลข้างเคียงหรือการรบกวนต่อปฏิกิริยาเคมีอื่น ๆ

เอนไซม์, สับสเตรต, การทำงานของเอนไซม์, กลไกลของเอนไซม์
ภาพแสดงกลไกการย่อยสารตั้งต้นของเอนไซม์

(เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ: NGT x SaySci Ep.2 “ผลไม้เปลี่ยนสีจากเอนไซม์”)

คุณสมบัติของเอนไซม์

1. เอนไซม์มีโครงสร้างหลักเป็นสารประกอบจำพวกโปรตีนต่าง ๆ ทั้งพอลิเพปไทด์ (Polypeptide) สายเดี่ยว หรือหลายสายที่รวมตัวอยู่ด้วยกัน ซึ่งเอนไซม์แต่ละชนิดมีโครงสร้างที่จำเพาะและถูกกำหนดตามลำดับการเรียงตัวของกรดอะมิโน (Amino Acids) ภายในโมเลกุล นอกจากนี้ ยังมี “โฮโลเอนไซม์” (Holoenzyme) อีกหลายชนิด ซึ่งมีสารประกอบอื่นที่ไม่ใช่โปรตีนรวมอยู่ด้วย อาจเป็นโคแฟกเตอร์ (Cofactor) สารประกอบที่มีไอออนของโลหะหรือโคเอนไซม์ (Coenzyme) ที่เป็นสารประกอบอินทรีย์ในโมเลกุล เป็นต้น

2. เอนไซม์แต่ละชนิดมีหน้าที่เฉพาะของตนและจะทำปฏิกิริยาเคมีจำเพาะกับสารตั้งต้น (Substrate) ที่ถูกกำหนดไว้เท่านั้น อย่างเช่น เอนไซม์ชนิดย่อยไขมันจะไม่ทำหน้าที่ย่อยแป้งหรือคาร์โบไฮเดรต ยกเว้นเอนไซม์บางชนิดที่มีความเฉพาะเจาะจงต่ำที่อาจสามารถเร่งปฏิกิริยาของสารเริ่มต้นที่คล้ายคลึงกันได้

3. เอนไซม์จะยังคงสภาพเดิมทั้งคุณสมบัติ โครงสร้างและปริมาณภายหลังการเกิดปฏิกิริยา เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา เอนไซม์จะกลับสู่สภาวะตั้งต้นเพื่อรอสารตั้งต้นตัวใหม่อีกครั้ง

4. เอนไซม์ทำงานโดยการเข้าไปลดพลังงานกระตุ้น (Activation Energy) ของปฏิกิริยา ทำให้ปฏิกิริยาต่าง ๆ สามารถเกิดได้ง่ายและรวดเร็วยิ่งขึ้น ในขณะที่ใช้พลังงานไปเพียงน้อยนิด ซึ่งหากไม่มีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ร่างกายอาจต้องสูญเสียพลังงานในปริมาณสูงยิ่งกว่าเพื่อให้เกิดผลลัพธ์ตามที่ร่างกายต้องการ

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์

อุณหภูมิ : อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการทำงานโดยทั่วไปของเอนไซม์ อยู่ในช่วง 25 ถึง 40 องศาเซลเซียส ซึ่งหากอุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้เอนไซม์สูญเสียโครงสร้างและส่งผลให้ไม่สามารถเข้าร่วมกับสารตั้งต้นที่ต้องการได้

ความเป็นกรดเบส : ค่า pH 6 ถึง 7.5 คือ ช่วงที่เหมาะสมต่อการทำงานของเอนไซม์ แต่อย่างไรก็ตาม มีเอนไซม์บางชนิดสามารถทำงานได้ดีในสภาพความเป็นกรดเบสที่จำเพาะเจาะจง

ปริมาณและความเข้มข้นของสาร : ทั้งของเอนไซม์และสารตั้งต้น ซึ่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะแปรผันตามความเข้มข้นของสารเหล่านี้ ถ้าหากความเข้มข้นของสารตัวใดตัวหนึ่งมีมากเกินไป อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเข้าสู่สภาวะคงที่ เนื่องจากไม่มีเอนไซม์และซับสเตรดเหลือพอที่จะทำปฏิกิริยาขึ้นอีก

ตัวอย่างของเอนไซม์ที่มีผลต่อการย่อยอาหาร : ป้อนกล้วยเด็กก่อน 6 เดือน…เสี่ยงตาย!! (ชัวร์หรือ?)

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

Medthai – https://medthai.com/เอนไซม์/
คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล – https://www.si.mahidol.ac.th/department/Biochemistry/home/MD/นศพ.57/เอนไซม์นศพ2557-อ.ชยานนท์.pdf
มหาวิทยาลัยขอนแก่น – https://ag2.kku.ac.th/eLearning/137748/Doc/Chapter%206%20Enzymes.pdf
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ – http://asp.plastics.or.th:8001/files/article_file/20181016080536u.pdf


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : รายการอาหารที่มีเอนไซม์สูง

เรื่องแนะนำ

“ถ้ำ” สถานที่ฝึกทีมเวิร์คของนักบินอวกาศ

เครือข่ายถ้ำที่ยาวเหยียดและสลับซับซ้อนในอิตาลี คือสถานที่ที่เหมาะสมอย่างยิ่งในการฝึกฝนให้นักบินอวกาศเรียนรู้ถึงวิธีการทำงานร่วมกันก่อนภารกิจสำรวจโลกใหม่จะเกิดขึ้นจริงในอนาคต

ไฟปริศนาจากใต้ดิน ไหม้มาแล้ว 59 ปียังไม่ดับ

ที่เขตเทศบาลของนครฉงชิ่ง ในจีน มีไฟปริศนาที่ลุกโชนมาแล้วนานถึง 59 ปี และยังไม่มีทีท่าว่าจะดับ ชาวบ้านในละแวกนี้รู้จักสถานที่ดังกล่าวดีและใช้พลังงานฟรีเหล่านี้ในการหุงต้มน้ำ ไฟเหล่านี้เกิดขึ้นจากทีมสำรวจน้ำมันที่เคยปฏิบัติภารกิจขุดค้นยังพื้นที่ดังกล่าว หลังภารกิจมีก๊าซธรรมชาติหลงเหลืออยู่จำนวนหนึ่ง ส่งผลให้ไฟยังคงลุกไหม้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งหากเทน้ำลงไปยังผิวดินในบริเวณนี้ น้ำจะเดือดทันทีในเวลาเพียง 3 นาที   อ่านเพิ่มเติม : วิทยาศาสตร์ว่าด้วยการจูบ, วิทยาศาสตร์ว่าด้วยการร้องไห้

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีดาวเทียมในประเทศไทย

ช่วงเวลาแห่งวันหยุดพักผ่อน อาจเป็นช่วงเวลาที่ดีที่หลายคนรอคอย เพื่อได้พักผ่อนสมองที่เหนื่อยล้าจากการทำงาน และใช้เวลากับตัวเอง และคนใกล้ชิดรอบข้าง ผู้เขียนเองก็เป็นหนึ่งในคนเหล่านั้นที่ปรารถนาที่จะได้ใช้วันหยุดเพื่อเดินทางท่องเที่ยวไปดื่มด่ำบรรยากาศตามแหล่งท่องเที่ยว สวยๆ ต่างๆ ทั่วประเทศ ในบรรดาการเดินทางท่องเที่ยวทั้งหมด การเดินทางโดยรถยนต์ส่วนตัวมักได้รับความนิยมเสมอ ไม่ว่าจะเป็นวันหยุดยาว หรือหยุดเสาร์อาทิตย์ เพราะเป็นอะไรที่สะดวก และสบายใจ เสน่ห์ของการเดินทางโดยรถยนต์คือ การมองเห็นความสวยงามของทัศนียภาพระหว่างทาง ทั้งวิถีชีวิตผู้คน บ้านเรือน ไร่นา ชุมชน และทิวทัศน์ธรรมชาติ เหล่านี้ล้วนทำให้การเดินทางในแต่ละครั้งพิเศษขึ้นกว่าเดิม เมื่อลองมาพิจารณาดูว่า ทำไมการเดินทางโดยรถยนต์ในปัจจุบันเป็นอะไรที่ง่ายขึ้น ปลอดภัย และมีสีสันมากกว่าสมัยก่อน จึงพบว่าปัจจัยที่ส่งผลให้การเดินทางสะดวกยิ่งขึ้น คือระบบนำทางที่มีความแม่นยำ ประกอบกับสัญญาณอินเทอร์เน็ตที่ครอบคลุม ทำให้เราสามารถวางแผนการเดินทางล่วงหน้า ตรวจสอบสภาพอากาศ ค่าฝุ่นละอองในอากาศ เลือกเส้นทาง รวมไปถึงร้านอาหารในละแวกใกล้เคียง ระบบนำทางและการสื่อสารนั้นเกิดขึ้นจากการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง จนในปัจจุบันมีความแม่นยำสูงขึ้น โดยอาศัยการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพของระบบเทคโนโลยีดาวเทียม  สำหรับประเทศไทย หลายหน่วยงานทั้งภาครัฐ ภาคการศึกษา และภาคเอกชน ต่างก็เล็งเห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีดาวเทียม จึงได้ลงทุนพัฒนาเทคโนโลยีดาวเทียมร่วมกับต่างประเทศ เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ มาโดยตลอด  ดาวเทียมไทยโชติ หรือ THEOS I สํานักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือจิสด้า (GISTDA) เป็นหนึ่งในหน่วยงานด้านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศของประเทศไทย […]