Gli enzimi

Gli enzimi
Gli enzimi sono le proteine1 che catalizzano2
l reazioni
le
i i chimiche
hi i h che
h avvengono neii
sistemi biologici
1con
2Un
l’eccezione
l eccezione dei ribozimi (RNA catalitici)
catalizzare è una sostanza che promuove una reazione chimica senza
subire alcuna modificazione permanente
Proprietà
p
generali
g
delle reazioni
catalizzate dagli enzimi
• Elevate velocità di reazione (106-10
1012 volte
lt
maggiori rispetto a quella delle reazioni non
catalizzate
t li
t )
• Avvengono
g
in condizioni più
p moderate
• Maggiore specificità di reazione
• Sono
S
spesso soggette
tt a regolazione
l i
Proprietà
p
generali
g
delle reazioni
catalizzate dagli enzimi
• Elevate velocità di reazione (106-10
1012 volte
lt
maggiori rispetto a quella delle reazioni non
catalizzate
t li
t )
• Avvengono
g
in condizioni più
p moderate
• Maggiore specificità di reazione
• Sono
S
spesso soggette
tt a regolazione
l i
Nomenclatura
• Gli enzimi sono solitamente denominati
aggiungendo il suffisso –asi al nome del
substrato dell’enzima o a una frase che descrive
la reazione catalitica dell’enzima (ureasi, alcol
deidrogenasi..)
• Gli enzimi vengono classificati in base alla
reazione chimica catalizzata con un nome
raccomandato, un nome sistematico e un
numero di classificazione (es. carbossipeptidasi
A, peptidil-L-aminoacido-idrolasi, EC 3.4.17.1)
Un gran numero di enzimi utilizza componenti chimici
addizionali
ddi i
li chiamati
hi
ti Cofattori
C f tt i
Un cofattore
U
f tt
può
ò essere uno ione
i
metallico
t lli
o una
molecola organica più complessa detta coenzima
Un
cofattore
associato
stabilmente
(spesso
covalentemente) alla proteina si definisce un gruppo
prostetico.
Oloenzima: proteina con cofattori – cataliticamente
attivo
Apoenzima proteina senza cofattori – cataliticamente
Apoenzima:
inattivo
Specificità di substrato
Complementarità tra sito attivo e substrato
Modello Chiave
Chiave-serratura
serratura
(Fisher 1894)
Adattamento indotto
((Koshland 1958))
Specificità di substrato
Variazione conformazionale
indotta dell’esochinasi
Specificità di substrato
• Gli enzimi sono stereospecifici
• Sono selettivi riguardo l’identità chimica
d i lloro substrati
dei
b t ti ((specificità
ifi ità geometrica)
ti )
Il grado di specificità geometrica può tuttavia
variare
ariare considerevolmente
considere olmente
Stereospecificità di un enzima
Specificità di substrato
• Gli enzimi sono stereospecifici
• Sono selettivi riguardo l’identità chimica
d i lloro substrati
dei
b t ti ((specificità
ifi ità geometrica)
ti )
Il grado di specificità geometrica può tuttavia
variare
ariare considerevolmente
considere olmente
Coordinate di reazione di una
reazione chimica
Lo stato di transizione e l’energia
libera di attivazione
Maggiore è l’energia
l energia libera di attivazione
attivazione,
minore sarà la velocità di reazione
Diagramma dello stato di transizione
di una reazione a due tappe
(A→I→P)
I catalizzatori aumentano la
velocità della reazione abbassando
ll’energia
energia di attivazione
I catalizzatori non
modificano gli equilibri
chimici
hi i i delle
d ll reazioni
i i
Equilibri di reazione
S
P
K’eq = [P]/[S]
ΔG’°=-RTlnK’eq
Un valore negativo di ΔG’°
q
favorevole,
riflette un equilibrio
ma non da indicazioni sulla
velocità di reazione