Wat is een synthase?
Een synthase is een specifiek type enzym dat synthetische chemische reacties katalyseert, of chemische reacties waarin een aantal reactanten samen een product vormen. Een enzym is een veel voorkomend type eiwit; verschillende enzymen katalyseren verschillende en in het algemeen zeer specifieke chemische reacties die al dan niet synthetisch van aard zijn. Katalyse is een chemisch proces waarbij een katalysator de energiebehoefte van een chemische reactie vermindert, waardoor de reactie aanzienlijk wordt versneld. Het is belangrijk op te merken dat een katalysator niet daadwerkelijk wordt verbruikt door een chemische reactie, dus een enzym zoals synthase kan vaak hetzelfde type chemische reactie katalyseren.
Synthase-enzymen behoren tot een grotere familie van enzymen die bekend staan als ligase-enzymen. Een ligase is een enzym dat de vorming van nieuwe chemische bindingen tussen voorheen afzonderlijke moleculen katalyseert. Hoewel er veel verschillende soorten ligasen zijn, concentreert de ligasefamilie zich primair op slechts een paar verschillende soorten chemische bindingen die bijzonder vaak voorkomen in biochemische reacties. Dergelijke bindingen omvatten koolstof-koolstof-, koolstof-zuurstof- en koolstof-stikstofbindingen. Koolstof is de belangrijkste van alle veel voorkomende atomen die in biochemische reacties in organismen voorkomen, dus veel enzymen zijn erop gericht ervoor te zorgen dat het goed bindt om essentiële organische moleculen te vormen.
Een voorbeeld van een algemeen en belangrijk type synthase is adenosinetrifosfaat (ATP) -synthase. ATP-synthase is een allesomvattende naam voor elk enzym dat de synthese van ATP katalyseert, een van de belangrijkste energie-bevattende moleculen die worden gebruikt in het celmetabolisme. ATP wordt gevormd door de synthese van adenosinedifosfaat of adenosinemonofosfaat en een of meer anorganische fosfaatgroepen. ATP-synthase katalyseert de synthese van deze moleculen, waardoor de energiebarrière van de reactie sterk wordt verminderd en ATP-synthese energetisch haalbaar wordt gemaakt. Enige energie is nog steeds vereist om de synthesereactie te laten plaatsvinden, maar de aanwezigheid van een enzym zorgt ervoor dat de energiebehoefte niet verhindert dat de reactie met de juiste snelheid verloopt.
Synthasen en andere enzymen worden vaak bestudeerd in de biochemie, biologie en organische chemie, omdat hun precieze rol in veel belangrijke chemische processen nog steeds niet volledig wordt begrepen. Enzymen zoals synthase zijn erg belangrijk in de gezondheidswetenschappen, omdat veel van de reacties die ze katalyseren belangrijk zijn voor de oorzaak of preventie van verschillende ziekten en aandoeningen. Door hun specifieke werkingsmechanismen te leren, kunnen gezondheidswetenschappers hun acties verbeteren of beperken om dergelijke ziekten te bestrijden.