Ett organiskt ämne är kiralt när det förkommer i två former som är identiska förutom att molekylens rymdstruktur är spegelbilder av varandra. Ett ämne som är kiralt har alltså två former som förhåller sig till varandra som högerhand till vänsterhand. Runt omkring oss ser vi föremål som är kirala, ett snigelskal, en korkskruv, en spiralfjäder eller en hand är exempel på kirala föremål. Dessa har alla en form som inte överensstämmer med originalet. Spegelbilden av din högerhand ser ut som vänsterhanden och inte som högerhanden.
Även molekyler kan vara kirala. De flesta ämnen som finns eller produceras av levande celler är kirala. Ofta finns bara den ena formen naturligt. Så är det tex med druvsocker och med aminosyrorna som är proteinernas byggstenar. Molekylpar som kan förekomma i två sådana former varav den ena är en spegelbild av den andra kallas enantiomerer. Aminosyran Alanins två enantiomerer får här illustrera kiralitet. Endast den vänstra formen, den s.k. 1-formen förekommer i naturen.
En enzym är en typ av katalysator som ombesörjer att viktiga reaktioner kommer till stånd. Enzymer har små håligheter eller grottor i vilka ämnena som skall transporteras eller reagera förs in.
. Emellertid kan endast ena formen av det kirala materialet tas om hand, d.v.s. passa in i grottans öppning, och reagera. Någon annan form passar ej in i grottans öppning och struktur, så som högerhanden ej passar in i vänsterhandske, och stannar då utanför. De andra formerna måste emellertid på något sätt tas om hand och omvandlas så att de kan föras ut i kroppen, t.ex. via njurarna med urinen. Då finns det riska att den direkt reagerar med livsviktiga material i cellen och gör stor skada. Ett förödande exempel har vi i Neurosedynkatastrofen. Detta läkemedel var syntetiskt producerat. Ämnen som produceras syntetiskt, och som är kirala med ett kiralt centra fås ofta som en blandning av höger-och vänstervridande molekyler i proportion 50% / 50% (racemat). Det är för närvarande omöjligt eller otroligt kostnadskrävande att enbart syntisera fram 100%-igt enantiomera molekyler, därför gjordes läkemedlet Neurosedyn som ett racemat.
Den ena enantiomeren hade den önskade medicinska effekten och togs hand av kroppens celler på ett naturligt sätt medan en annan enantiomer reagerade med det genetiska materialet i könscellerna med missbildningar av fostret som följd. Naturligt förekommande material så som tex algers aminosyror är endast vänstervridande och endast dessa kan kroppen tillgodogöra sig. Syntetiskt producerade högervridande molekyler omvandlas i värsta fall till farliga gifter.
Enzymer är katalysatorer för kemiska reaktioner i den levande cellen. En del enzymer består enbart av aminosyror (vänstervridande). Andra enzymer behöver för att fungera en mindre organisk förening eller spårämne, vilken kallas coenzym. Coenzymer av organiskt material har i vissa fall visat sig vara derivat av vitaminer. Coenzymer av oorganisk typ, såsom järn, zink,magnesium, mangan, koppar, selen etc. utgör de för kroppen så oundgängliga spårämnene. De lösliga coenzymerna förloras genom urlakning i större eller mindre utsträckning vid födoämnenas behandling i livsmedelsindustri eller vid matlagning. Under dessa processer kan dessutom coenzymer förloras genom oxidation, uppvärmning eller p.g.a. för höga eller låga pH-värden. Hur viktiga spårämnena är kan åskådliggöras genom följande exempel:
(I binjurarna och levern finns ett enzymsystem, kallat cytokrom p 450, i vilken järn spelar en central roll för att enzymsystemet skall fungera. Detta omvandlar kolesterol till stereoidhormoner genom att oxideras av detta enzyms järnjon. Samma spårämne i detta system spelar huvudrollen också genom att omvandla cancerogena gifter, som vi tex får i oss med födan, till ofarliga produkter.)
Ett annat mycket viktigt enzym med spårämnet zink som motor, är Carboxypeptidase A. Detta är ett matsmältningsenzym i mag-tarmkanalen vilket spjöälkar av och tar hand om Tyrosine, en av 8 essentiella Amonosyrorna, från Polypeptidkedjor (en eller flera kedjor bildar ett protein) som förs in med maten. Enzymet tar endast hand om vänstervridande aminosyran dvs endast denna vänsterform passa in i enzymets aktiva säte.
Spårämnenas viktigaste funktion är oftast att tänja ut elekronmolnet i ämnet som skall spjälkas så att dessa går lättare att själka av. Normalt skulle det gå utan enzymer vid en så hög temperatur som ca 300°C men mha enzymer behöver kroppen ej ha högre temperatur än 37°C för att samma reaktioner skall ske med samma hastighet.
Nedanstående bild visar enzymet i tre dimensioner med dess aktiva säte och zinkjonens centrala roll.
