Spieghiamo cosa sono gli enzimi e la loro struttura.Inoltre, come sono classificate queste proteine e come agiscono.
Cosa sono gli enzimi?
Gli enzimi sono un insieme di proteina incaricato di catalizzare (sparare, accelerare, modificare, rallentare e persino arrestare) vari reazioni chimiche, purché termodinamicamente possibili. Ciò significa che sono sostanze regolatrici nel corpo del esseri viventi, di solito diminuendo il Energia iniziale necessaria per avviare la reazione.
Gli enzimi sono essenziali per il vita e catalizzare circa 4.000 reazioni chimiche note, a condizione che le condizioni di pH, temperatura o concentrazione chimica, poiché gli enzimi, essendo proteine, possono anche denaturarsi e perdere la loro efficacia.
Il primo enzima fu scoperto a metà del XIX secolo da Anselme Payen e Jean-Francois Persoz, sebbene gli esperimenti intorno al fermentazione Già Louis Pasteur aveva intuito la presenza di qualche sostanza organica "accelerante" in questi processi, che all'epoca erano considerati puramente chimici.
Gli enzimi oggi sono ampiamente conosciuti e infatti utilizzati da varie industrie umane (cibo, sostanze chimiche, agricoltura, olio, ecc.), oltre ad essere una parte indispensabile dei componenti che mantengono l'equilibrio interno del nostro corpo, accelerando le reazioni necessarie (come quelle che forniscono energia), attivandone e disattivandone altre selettivamente (come fanno gli ormoni) e un eterogeneo e così via.
Struttura degli enzimi
La maggior parte degli enzimi è costituita da proteine globulari di dimensioni molto variabili: da monomeri di 62 amminoacidi, a catene enormi di circa 2.500. Tuttavia, solo alcuni di essi sono direttamente coinvolti nella catalisi della reazione, nota comecentro attivo.
La sequenza in cui sono assemblati tutti questi amminoacidi determina la struttura tridimensionale dell'enzima, che ne detta anche il funzionamento specifico. A volte questa struttura ha anche siti per attirare cofattori, cioè altre sostanze il cui intervento è necessario per produrre l'effetto desiderato.
Gli enzimi sono altamente specifici, cioè non reagiscono con nulla né prendono parte ad alcuna reazione. Hanno un compito biochimico molto specifico e preciso, che svolgono con una percentuale di errori molto bassa.
Classificazione degli enzimi
Gli enzimi sono classificati in base alla reazione specifica che catalizzano, come segue:
- Ossidoreduttasi. Catalizzano le reazioni di ossidoriduzione, cioè il trasferimento di elettroni o da atomi di idrogeno da un substrato all'altro. Esempi di questi sono gli enzimi deidrogenasi eC ossidasi.
- Transferasi. Catalizzano il trasferimento di un gruppo chimico specifico diverso dall'idrogeno, da un substrato all'altro. Un esempio di questo è l'enzima glucochinasi.
- Idrolasi. Si occupano delle reazioni di idrolisi (rottura di molecole organico da molecole di Acqua). Ad esempio, lattasi.
- liasa. Enzimi che catalizzano la rottura o la saldatura dei substrati. Ad esempio, acetato decarbossilasi.
- Isomerasi. Catalizzano l'interconversione degli isomeri, cioè convertono una molecola nella sua variante geometrica tridimensionale.
- Giarrettiere. Questi enzimi catalizzano specifiche reazioni di legame al substrato attraverso l'idrolisi simultanea di nucleotidi trifosfato (come ATP o GTP). Ad esempio, l'enzima carbossilasi privato.
Come funzionano gli enzimi?
L'azione dell'enzima può essere accelerata con un aumento dei livelli di energia calorica.
Gli enzimi possono operare in modi diversi, pur riducendo sempre l'energia di attivazione di una reazione chimica, cioè la quantità di energia necessaria per avviarla. Queste diverse modalità sono:
- Ambiente. L'energia di attivazione viene ridotta creando un ambiente favorevole allo svolgimento della reazione, ad esempio modificando le proprietà chimiche del substrato attraverso reazioni con il proprio strato di amminoacidi.
- Facilitare la transizione. L'energia di transizione viene ridotta senza modificare il substrato, cioè creando un ambiente con cariche ottimali per la reazione.
- Dare un percorso alternativo. In questo caso, gli enzimi reagiscono con il substrato per generare un complesso ES (Enzima/Substrato) che "salta passaggi" nel percorso ordinario della reazione, riducendo il tempo necessario affinché si verifichi.
- Aumenta la temperatura. Entro certi parametri, l'azione dell'enzima può essere accelerata da un aumento dei livelli di energia calorica, dato da reazioni esotermiche parallelo.