Meccanismi di Catalisi Enzima0ca I meccanismi di catalisi Conce& chiave • Le catene laterali degli amminoacidi in grado di donare o acce7are protoni possono prendere parte alle reazioni chimiche come catalizzatori acidi o basici. • I gruppi nucleofili possono catalizzare le reazioni tramite la formazione di legami covalen7 transitori con il substrato. • Nella catalisi da ioni metallici le proprietà ele7roniche 0piche dello ione metallico favoriscono la reazione. • Gli enzimi accelerano le reazioni avvicinando i gruppi reagen7 e orientandoli corre7amente. • La stabilizzazione dello stato di transizione può diminuire significa0vamente l'energia di aEvazione di una reazione. Catalisi Acida Generale Accelera la velocità della reazione mediante il trasferimento temporaneo di un protone da un acido di Bronsted al substrato. Es., His 57 nel sito catali0co della chimotripsina (primo stadio); His 119 nel sito catali0co della RNAsi A Catalisi Basica Generale Accelera la velocità della reazione mediante il trasferimento temporaneo di un protone dal substrato ad una base di Bronsted. Es., l’His 12 nel sito catali0co della RNAsi A e l’His 57 nel sito catali0co delle serina proteasi (secondo stadio) Catalisi Acido-­‐Base Generale Prevede l’azione simultanea di un catalizzatore acido generale e di un catalizzatore basico generale sul substrato. Es., le due is0dine nel sito catali0co dell’RNAsi A. Stru:ura dell'RNasi S pancrea7ca bovina Il meccanismo dell'RNasi A Il meccanismo dell'RNasi A Il meccanismo dell'RNasi A Catalisi covalente Accelera la velocità edlla reazione a7raverso la formazione temporanea di legami covalen0 tra enzima e substrato. Prevede due tappe: la prima, la tappa nucleofila serve per formare un legame covalente tra enzima e substrato; la seconda è la tappa ele7rofila in cui si ha la perdita di ele7roni dal centro della reazione verso un sito ele7rofilo. Es., chimotripsina Gruppi nucleofili ed ele:rofili di rilevanza biologica Gruppi nucleofili di rilevanza biologica Esempio di catalisi covalente (tappa nucleofila: formazione legame E-­‐S) Gruppi ele:rofili di rilevanza biologica Esempio di catalisi covalente (fase ele:rofila: ro:ura del legame E-­‐S) Catalisi da effe7o di prossimità e di orientamento Aumenta la velocità della reazione mediante la vicinanza e l’immobilizzazione nel corre7o orientamento dei gruppi reaEvi all’interno del sito catali0co. L’energia libera necessaria per compiere questo lavoro è data dall’energia di legame del substrato all’enzima. La catalisi per vicinanza e orientamento
