เอนไซม์ (enzyme)

เอนไซม์เป็นสารชีวโมเลกุลจำพวกโปรตีน ทำหน้าเร่งปฏิกิริยาเคมีต่างๆในสิ่งมีชีวิต

ยกตัวอย่างนะครับ อย่างพืชใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซม์กับน้ำเป็นสารตั้งต้นในการสร้างน้ำตาล โดยใช้พลังงานจากแสงแดดในการสร้าง ทีนี้ถ้าเราเอาแก้วมาใส่น้ำและอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซม์ลงไป แล้วเอาไปตากแดด ทิ้้งไว้ มันจะเกิดน้ำตาลไหมครับ? >>> ใช่ครับ ผ่านไปอีกล้านปี มันก็ไม่เกิดน้ำตาล เพราะฉะนั้นในสิ่งมีชีวิตต่างๆจึงต้อง enzyme ไว้ช่วยเร่งปฏิกิริยานั่นเองครับ ซึ่งหลายๆปฏิกิริยาก็ต้องผ่านหลาย pathway และ ใช้ enzyme หลายตัว กว่าจะได้เป็นผลลัพธ์สุดท้ายให้เราเห็นกัน

ถ้าในพืชยังมองภาพไม่ออก ผมขอยกตัวอย่างปฏิกิริยาในร่างกายที่ใกล้ตัวเราอย่างการย่อยแป้งแล้วกันครับ เวลาเรากินแป้งเข้าไป แป้งจะต้องถูกย่อยเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวอย่างกลูโคส ถึงจะถูกดูดซึมเข้าไปได้ ทีนี้ถ้าเราลองเอาแป้งมาแช่น้ำโดยไม่ใส่เอนไซม์เข้าไปด้วย เราอาจต้องรอเป็นปีเลยแหละครับ กว่าแป้งของเราจะกลายเป็นกลูโคสให้

ถ้าเอนไซม์ทำงานผิดปกติไป ก็จะส่งผลให้ปฏิกิริยาเคมีต่างๆในร่างกายผิดเพี้ยนไป แต่ในทางเภสัชวิทยา บางครั้งเราก็ตั้งใจกระตุ้นหรือยับยั้งเอนไซม์บางตัว เพื่อผลทางชีวภาพที่เราต้องการ

พูดถึง enzyme แล้ว จะมีอีกคำที่มักมาคู่กันด้วยเสมอ คือ คำว่า “ซับสเครต” (Substrate) ซึ่งหมายถึงสารที่ทำปฏิกิริยาที่จำเพาะกับเอนไซม์นั้นๆนั่นเองครับ

โคเอนไซม์ (coenzyme) และ โคแฟกเตอร์ (cofactor)

ในหลายๆครั้ง หรือ ในเอนไซม์บางชนิด ไม่สามารถทำงานโดยลำพังได้ จำเป็นต้องมีสารช่วยอย่าง coenzyme หรือ cofactor 2 คำนี้จึงมีความหมายคล้ายๆกัน คือ สิ่งที่ช่วยหรือจำเป็นในการทำงานของเอนไซม์ 

แล้ว coenzyme กับ cofactor ต่างกันอย่างไร ?

ในทุกตำราให้ความหมายตรงกันว่า “coenzyme เป็นพวกสารอินทรีย์ที่จำเป็นในกระบวนการทำงานของเอนไซม์” โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นพวกวิตามินต่างๆ

ปัญหาอยู่ที่คำว่า cofactor

ในบางตำราได้แบ่ง cofactor ออกเป็น 3 ชนิด คือ prosthetic group, coenzyme และไอออนของโลหะ ดังนั้นหากอิงตามความหมายนี้ coenzyme จะเป็น cofactor ประเภทหนึ่ง

ในขณะที่บางตำราจะให้ความหมายของ “cofactor ว่าเป็น สารอนินทรีย์ที่จำเป็นในกระบวนการทำงานของเอนไซม์” โดยมักเป็นพวกโลหะไอออนต่างๆ เช่น แมกซีเนียมไอออน, สังกะสีไอออน เป็นต้น ซึ่งในทางปฏิบัติแล้ว ส่วนใหญ่ cofactor มักมีความหมายในลักษณะนี้มากกว่า

แม้ว่าในทางปฏิบัติส่วนใหญ่แล้ว cofactor จะหมายถึง สารอนินทรีย์ แต่ถ้าเราจะอิงตามความหมายแบบแรก เราก็สามารถเรียกทั้ง coenzyme และ cofactor รวมกันว่า cofactor ไปเลย ก็ไม่ผิดอะไรครับ

Picture By Thomas Shafee – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=38738689