Enzyme und Biokatalysatoren sind essenzielle Moleküle für alle Stoffwechselprozesse in lebenden Organismen. Diese speziellen Proteine beschleunigen biochemische Reaktionen, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.
Enzyme zeichnen sich durch ihre spezifischen Eigenschaften aus: Sie sind hochselektiv und arbeiten nur mit bestimmten Substratmolekülen zusammen. Der Enzym-Substrat-Komplex bildet sich nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, wobei das Substrat genau in das aktive Zentrum des Enzyms passt. Die wichtigsten Enzyme im Stoffwechsel sind beispielsweise Amylasen für den Kohlenhydratabbau, Lipasen für die Fettspaltung und Peptidasen für die Proteinverdauung.
Der Aufbau von Enzymen basiert auf ihrer Proteinstruktur, die sich in vier Ebenen gliedert: Die Primärstruktur besteht aus der Aminosäuresequenz, die Sekundärstruktur zeigt sich in Form von Alpha-Helices und Beta-Faltblättern. Die Tertiärstruktur beschreibt die dreidimensionale Faltung, während die Quartärstruktur die Anordnung mehrerer Proteinketten umfasst. Proteine im Körper erfüllen verschiedene lebenswichtige Funktionen: Sie dienen als Strukturproteine, Transportproteine, Enzyme, Hormone und Antikörper. Der Unterschied zwischen Katalysator und Biokatalysator liegt hauptsächlich in ihrer Herkunft und Arbeitsweise - während chemische Katalysatoren oft unter extremen Bedingungen arbeiten, sind Biokatalysatoren auf physiologische Bedingungen spezialisiert und weisen eine höhere Substratspezifität auf.
