Quali sono gli enzimi? e come funzionano?
Per comprendere la struttura e la funzione degli enzimi, è prima importante sapere quali sono esattamente gli enzimi. In parole povere, gli enzimi sono proteine che partecipano ai processi metabolici cellulari con la capacità di aumentare la velocità di reazione tra le biomolecole. La vita non esisterebbe senza la presenza di enzimi.
Quali sono gli enzimi e cosa li rende speciali ?
Gli enzimi catalizzano più comunemente reazioni chimiche che altrimenti non potrebbero verificarsi abbassando l'energia di attivazione a un livello più "conveniente" per la cellula.
Alcuni enzimi possono persino invertire una reazione (o reagenti) dalla direzione che normalmente impiegherebbe riducendo l'energia di attivazione (Ea) nella misura in cui la reazione favorisce la direzione inversa.
Gli enzimi possono essere isolati utilizzando vari metodi di purificazione delle proteine . La purezza di un preparato enzimatico viene misurata determinando la sua attività specifica.
La composizione degli enzimi
Gli enzimi possono avere pesi molecolari che vanno da circa 10.000 a oltre 1 milione. Il peso molecolare è la somma dei pesi atomici degli atomi di una molecola. In chimica, il termine tende ad essere usato in modo intercambiabile con la massa molecolare. Alcuni enzimi hanno pesi molecolari che scendono al di sotto dell'intervallo sopra elencato.
Un piccolo numero di enzimi non sono proteine ma consistono in piccole molecole di RNA catalitico. Spesso, gli enzimi sono complessi multiproteici costituiti da un numero di singole sottounità di proteine.
Molti enzimi catalizzano reazioni senza aiuto, ma alcuni richiedono un componente aggiuntivo non proteico chiamato co-fattore.
Co-fattori possono essere ioni inorganici come Fe 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ o Zn 2+ o consistono in molecole organiche o metallo-organiche note come coenzimi.
Come vengono classificati gli enzimi
Gli enzimi sono classificati in base alle reazioni che catalizzano. Le sei classi sono le seguenti: ossidoriduttasi, transferasi, idrolasi, liasi, isomerasi e ligasi.
Idrolasi, ossidoriduttasi e transferasi sono le forme più numerose di enzimi, mentre le restanti forme di enzimi sono meno comuni.
Oxidoreductases catalizza reazioni di ossidazione in cui gli elettroni viaggiano da una molecola all'altra. Le transferasi catalizzano il trasporto di un gruppo funzionale da una molecola all'altra. Gli enzimi idrolasi catalizzano l'idrolisi o il processo mediante il quale i singoli legami vengono scomposti in seguito all'esposizione all'acqua.
I liasi sono enzimi che catalizzano la rottura di vari legami chimici con mezzi diversi dall'idrolisi e dall'ossidazione, spesso formando un nuovo doppio legame o una nuova struttura ad anello. Isomerasi catalizzano gli spostamenti strutturali in una molecola, causando un cambiamento di forma. I ligasi sono responsabili della catalisi della legatura, nota anche come combinazione di una coppia di substrati o reagenti.
Esempi di enzimi
L'alcol deidrogenasi è un enzima ossidoreduttasi che converte gli alcoli in aldeidi o chetoni. Questo enzima rende l'alcol meno tossico quando scompone. Gioca anche un ruolo chiave nel processo di fermentazione.
Le aminotransferasi sono transferasi che catalizzano la degradazione degli aminoacidi rimuovendo i gruppi amminici.
La glucosio-6-fosfatasi è un'idrolasi che rimuove il gruppo fosfato dal glucosio-6-fosfato, lasciando glucosio e H 3 PO 4 .
La piruvato decarbossilasi è una liasi che rimuove la CO 2 dal piruvato.
L'epimerasi del fosfato di ribosio è un'isomerasi che catalizza l'interconversione di ribosio-5-fosfato e xilulosio-5-fosfato. E, infine, hexokinase è una ligasi che catalizza l'interconversione di glucosio e ATP con glucosio-6-fosfato e ADP.