Gli enzimi sono proteine che catalizzano le reazioni chimiche che avvengono negli esseri viventi.
Essi accelerare la velocità delle reazioni, che contribuisce al metabolismo. Senza enzimi, molte reazioni sarebbero estremamente lente.
Durante la reazione, gli enzimi non cambiano la loro composizione e inoltre non vengono consumati. Pertanto, possono partecipare più volte allo stesso tipo di reazione, in un breve periodo di tempo.
Quasi tutte le reazioni del metabolismo cellulare sono catalizzate da enzimi.
Un esempio di attività enzimatica si verifica nel processo di digestione. Grazie all'azione di enzimi digestivi, le molecole del cibo vengono scomposte in sostanze più semplici.
L'efficienza di una molecola enzimatica è molto alta. Si stima che, in generale, una molecola enzimatica sia in grado di convertire 1000 molecole di substrato nei rispettivi prodotti, questo in appena 1 minuto.
Come funzionano?
Ogni enzima è specifico per un tipo di reazione. Cioè, agiscono solo su un determinato composto ed eseguono sempre lo stesso tipo di reazione.
Il composto su cui agisce l'enzima è chiamato genericamente substrato. La grande specificità enzima-substrato è legata alla forma tridimensionale di entrambi.
L'enzima si lega a una molecola di substrato in una regione specifica chiamata link al sito. Per questo, sia l'enzima che il substrato subiscono un cambiamento di conformazione per adattarsi.
Si adattano perfettamente come le chiavi nelle serrature. Questo comportamento si chiama Teoria del blocco dei tasti.
Funzionamento del modello Key-Lock
Tra i fattori che alterano l'attività degli enzimi vi sono:
- Temperatura: La temperatura condiziona la velocità di reazione. Temperature estremamente elevate possono denaturare gli enzimi. Ogni enzima lavora a una temperatura ideale.
- pH: Ogni enzima ha un intervallo di pH considerato ideale. All'interno di questi valori l'attività è massima.
- Tempo: Più a lungo l'enzima resta in contatto con il substrato, più prodotti verranno prodotti.
- Enzima e concentrazione del substrato: Maggiore è la concentrazione di enzima e substrato, più veloce sarà la reazione.
Classificazione
Gli enzimi sono classificati nei seguenti gruppi, in base al tipo di reazione chimica che catalizzano:
- Ossido-riduttasi: reazioni di ossidoriduzione o di trasferimento di elettroni. Esempio: deidrogenasi e ossidasi.
- Transferasi: trasferimento di gruppi funzionali quali ammina, fosfato, acile e carbossi. Esempio: chinasi e transaminasi.
- idrolasi: reazioni di idrolisi del legame covalente. Esempio: peptidasi.
- liases: Reazioni di rottura del legame covalente e rimozione di molecole di acqua, ammoniaca e anidride carbonica. Esempio: Deidratasi e Decarbossilasi.
- isomerasi: reazioni di interconversione tra isomeri ottici o geometrici. Esempio: epimerasi.
- ligasi: reazioni di formazione di nuove molecole dal legame tra due preesistenti. Esempio: sintetasi.
Esempi e tipi
Gli enzimi sono formati da una parte proteica, chiamata apoenzima e un'altra parte non proteica, chiamata cofattore.
Quando il cofattore è una molecola organica, si chiama coenzima. Molti coenzimi sono correlati a vitamine.
L'insieme enzima + cofattore è chiamato oloenzima.
Guarda alcuni dei principali enzimi e le loro azioni:
- catalasi: decompone il perossido di idrogeno;
- DNA polimerasi o trascrittasi inversa: catalizza la duplicazione del DNA;
- lattasi: facilita l'idrolisi del lattosio;
- lipasi: facilita la digestione dei lipidi;
- proteasi: agire sulle proteine;
- ureasi: facilita la degradazione dell'urea;
- Pthyalin o amilasi: agisce sulla degradazione dell'amido in bocca, trasformandolo in maltosio (molecola più piccola);
- Pepsina o proteasi: agisce su proteine, degradandoli in molecole più piccole;
- tripsina: partecipa alla scomposizione delle proteine non digerite nello stomaco.
Enzimi di restrizione
Gli enzimi di restrizione o le endonucleasi di restrizione sono prodotti dai batteri.
Sono in grado di tagliare il DNA in punti specifici.
Possiamo considerarle forbici molecolari. Gli enzimi di restrizione sono fondamentali per la manipolazione del DNA.
Sapere anche su DNA ricombinante.
ribozimi
I ribozimi sono molecole di RNA che agiscono come enzimi. Molte reazioni chimiche che avvengono all'interno delle cellule sono catalizzate da RNA.
Come le proteine che agiscono come enzimi, queste molecole di RNA accelerano la velocità di alcune reazioni chimiche.
Sono anche altamente specifici del substrato e rimangono chimicamente intatti dopo la reazione.
Le prestazioni di questi ribozimi sono legate a varie fasi di sintesi proteica nelle cellule.
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