GLI ENZIMI Struttura e funzioni Roberto Lanza GLI ENZIMI GLI ENZIMI 0 Quali sono le molecole biologiche che rendono possibile le reazioni metaboliche? Le reazioni metaboliche avvengono grazie all'intervento di proteine chiamate enzimi. L'azione di un enzima in una reazione chimica prende il nome di catalisi enzimatica e si dice che l'enzima catalizza la reazione. Gli enzimi presentano due proprietà importanti: 1 Quali importanti proprietà presentano gli enzimi? 1) Accelerano le reazioni chimiche. 2) Sono specifici. Gli enzimi accelerano le reazioni chimiche 2 In che modo gli enzimi accelerano le reazioni chimiche? cellulari grazie alla loro capacità di abbassare l'energia di attivazione che caratterizza ciascuna reazione. Per far aumentare la velocità di una reazione sono sufficienti piccolissime quantità di enzima. 3 Cosa si intende per energia di attivazione? "L'energia di attivazione è l'energia minima necessaria per innescare una reazione chimica". Le cellule contengono milioni di enzimi. Ogni enzima è specifico per una 4 In biochimica come vengono chiamati i reagenti oggetto della catalisi enzimatica? determinata reazione chimica e ciascun enzima riconosce un particolare tipo di reagente, chiamato substrato. 2 GLI ENZIMI 5 Qual è la definizione di enzima? "Gli enzimi sono catalizzatori biologici di natura proteica, capaci di accelerare specifiche reazioni chimiche, abbassando l'energia di attivazione" 6 Come si chiama la regione dell'enzima capace di riconoscere il substrato? Ogni enzima presenta una regione capace di riconoscere il substrato, chiamata sito attivo. Il sito attivo presenta una conformazione complementare alla forma del substrato. Gli enzimi iteragiscono con il substrato per brevissimo tempo (frazioni di secondo) e al termine della reazione sono rilasciati inalterati. Questo significa che possono essere riutilizzati più volte. 7 Come si chiamano le molecole che permettono agli enzimi di svolgere la loro funzione? Molti enzimi per svolgere la loro funzione richiedono specifiche molecole chiamate cofattori e coenzimi. I cofattori sono ioni metallici (Es. Fe, Cu, Mg) che interagendo con il sito attivo rendono più efficace l'azione dell'enzima. I coenzimi in genere sono vitamine o loro derivati e permettono all'enzima di trasportare gruppi chimici, 8 Quali sono i principali coenzimi che intervengono nelle reazioni di ossidoriduzione? atomi o elettroni. Gli enzimi che catalizzano le reazioni redox richiedono due coenzimi trasportatori di elettroni e atomi di idrogeno: il FAD (flavin adenin dinucleotide) e il NAD (nicotinammide 3 GLI ENZIMI dinucleotide) e il NAD (nicotinammide adenin dinucleotide). Esistono altre sostanze che ostacolano l'azione degli enzimi, chiamate inibitori. Gli inibitori possono essere competitivi e non competitivi. Gli inibitori competitivi hanno una struttura simile al substrato. Legandosi al sito attivo dell'enzima impediscono la catalisi enzimatica. Gli inibitori non competitivi, si legano ad una regione dell'enzima diversa dal sito attivo. questo legame altera la forma dell'enzima impedendo il legame con il substrato. 9 Quali fattori possono influenzare l'attività enzimatica? Infine, l'attività enzimatica è influenzata dalla temperatura, pH e concentrazione salina). Gli enzimi hanno nomi con desinenza -asi e sono classificati in gruppi in base al tipo di reazione catalizzata: - idrolasi, catalizzano le reazioni di idrolisi. - liasi, catalizzano la formazione o la scissione di un legame, senza l'intervento di acqua. - ossidoreduttasi, catalizzano le reazioni redox. - transferasi, catalizzano il trasferimento 4 GLI ENZIMI 0 Le reazioni metaboliche avvengono grazie all'intervento di proteine chiamate enzimi. 1 Gli enzimi eccelerano le reazioni chimiche. Ogni enzima agisce su uno specifico reagente 2 Gli enzimi accelerano le reazioni chimiche abbassando l'energia di attivazione 3 L'energia di attivazione è l'energia minima necessaria per inneescare una reazione chimica 4 Ciascun enzima riconosce un particolare tipo di reagente, chiamato substrato "Gli enzimi sono catalizzatori biologici di natura proteica, capaci di accelerare specifiche reazioni chimiche, abbassando l'energia di attivazione" 5 6 Ogni enzima presenta una regione capace di riconoscere il substrato, chiamata sito attivo 7 Molti enzimi per svolgere la loro funzione richiedono specifiche molecole chiamate cofattori e coenzimi 8 Gli enzimi che catalizzano le reazioni redox richiedono due coenzimi trasportatori di elettroni e atomi di idrogeno: il FAD e il NAD 9 L'attività enzimatica è influenzata da sostanze chiamate inibitori, dalla temperatura, pH e concentrazione salina) 5 GLI ENZIMI GLI ENZIMI sono proteine che catalizzano le reazioni metaboliche favoriscono le reazioni chimiche abbassando l'energia di attivazione alcuni enzimi per agire necessitano di si legano al reagente (substrato) tramite una regione chiamata cofattori coenzimi sito attivo i coenzimi sono molecole organiche i cofattori sono per esempio ioni metallici vitamine 6 GLI ENZIMI 7 GLI ENZIMI - Le reazioni metaboliche richiedono la presenza degli enzimi. - Gli enzimi sono catalizzatori biologici di natura proteica capaci di accelerare specifiche reazioni chimiche, abbassandone l'energia di attivazione. - I reagenti oggetto della catalisi enzimatica sono detti substrati. - La regione dell'enzima che riconosce il substrato prende il nome di sito attivo. - Molti enzimi per svolgere la loro funzione richiedono l'intervento di cofattori e coenzimi. - I cofattori sono ioni metallici. I coenzimi sono vitamine o loro derivati. - I fattori che influenzano la catalisi enzimatica sono: gli inibitori enzimatici, la temperatura, il pH e la concentrazione salina. 8
