enzymsystemen

Enzymsystemen zijn georganiseerde netwerken van enzymen die samen chemische reacties in cellen mogelijk maken en reguleren. Ze vormen de mechanistische kern van stofwisseling, energieproductie en detoxificatie. Enzymsystemen kunnen bestaan uit losse enzymen of uit grotere eiwitcomplexen die substraten rechtstreeks van het ene naar het andere enzym leiden.

Binnen deze systemen worden reacties meestal in opeenvolgende stappen uitgevoerd, vaak gekoppeld aan cofactors zoals NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD, heem of metaalionen. Sommige systemen bestaan uit holoenzymen met prosthetische groepen; andere bestaan uit multi-enzymsystemen die samen metabole paden vormen en substraten efficiënt door de keten leiden.

Regulatie van enzymsystemen vindt plaats via allostere controle, covalente modificaties, subcellulaire compartimentering en de beschikbaarheid van substraten en cofactoren. Lokalisatie in celorganellen zoals mitochondriën, cytosol, endoplasmatisch reticulum of membranen bepaalt welke reacties plaatsvinden en hoe ze met elkaar verbonden zijn.

Voorbeelden zijn netwerken rondom glycolyse en de citroenzuurcyclus in mitochondriën, eiwit- en koolhydraatmetabolisme, en het spijsverteringssysteem met pancreatische enzymen. Stoornissen in enzymsystemen kunnen metabole ziekten veroorzaken en ernstige klinische symptomen geven. In de industrie worden enzymen toegepast als biocatalysatoren, met aandacht voor specificiteit, efficiëntie en stabiliteit; ze worden vaak immobiliseerd voor hergebruik.