Concetti Chiave
- Le bioreazioni devono avvenire solo quando necessarie, massimizzando la resa energetica e permettendo attivazione e disattivazione dal metabolismo.
- Gli enzimi sono molecole proteiche che fungono da catalizzatori biologici, aumentando la velocità delle reazioni e riducendo l'energia di attivazione.
- Gli enzimi rimangono inalterati alla fine della reazione, consentendo il loro riutilizzo in numerosi cicli di reazioni chimiche.
- Le reazioni catalizzate dagli enzimi possono essere inverse, con l'uso di enzimi diversi in ciascuno stadio della catena enzimatica.
- Gli enzimi sono classificati in sei classi, ognuna delle quali catalizza un tipo specifico di reazione chimica nel metabolismo.
Requisiti delle bioreazioni
Le bioreazioni, ovvero le reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi, devono rispettare determinati requisiti: devono avvenire soltanto le reazioni necessarie, evitando quelle inutili; la resa energetica deve essere massima, in modo da minimizzare gli sprechi di energia; le reazioni devono poter essere attivate e disattivate dal metabolismo in qualsiasi momento, per poterle utilizzare solo quando è veramente necessario; devono avvenire con una certa velocità in modo che il metabolismo possa rispondere tempestivamente alle necessità dell’organismo.
Qual è il ruolo degli enzimi?
Nelle bioreazioni, svolgono un ruolo fondamentale gli enzimi, i quali permettono la regolazione del metabolismo. Gli enzimi sono delle molecole di natura proteica, ovvero dei polimeri costituiti da più sub unità, gli amminoacidi. Gli enzimi agiscono come catalizzatori biologici, in quanto aumentano la velocità della reazione, abbassando l’energia di attivazione (l’energia minima per far avvenire la reazione) mediante l’utilizzo di uno o più stadi intermedi. Gli enzimi sono presenti in piccole quantità e sono inalterati alla fine della reazione, in modo da poter essere utilizzati per numerosi cicli di reazioni.
Gli enzimi non alterano l’equilibrio della reazione, perciò possono catalizzare allo stesso modo anche reazioni inverse. Tuttavia, se il prodotto di una reazione è reagente per una reazione successiva, in ogni singolo stadio vengono utilizzati enzimi diversi, che operano come una catena di montaggio formando una catena enzimatica, per arrivare al prodotto finale.
Classificazione degli enzimi
Gli enzimi sono suddivisi in 6 classi, in base al tipo di reazioni catalizzate.
• Ossidoreduttasi catalizzano reazioni di ossidoriduzione (con aggiunta o rimozione di idrogeno, ossigeno ed elettroni)
• Transferasi catalizzano reazioni di trasferimento di un gruppo funzionale da un reagente a un altro.
• Idrolasi catalizzano reazioni di idrolisi
• Liasi catalizzano reazioni di addizione o rimozione
• Isomerasi catalizzano reazioni di isomerizzazione, nelle quali una molecola si trasforma in un suo isomero
• Ligasi catalizzano reazioni in cui si forma un legame covalente
Domande da interrogazione
- Quali sono i requisiti fondamentali delle bioreazioni negli organismi viventi?
- Qual è il ruolo degli enzimi nelle bioreazioni?
- Come sono classificati gli enzimi e quali sono le loro principali funzioni?
Le bioreazioni devono avvenire solo quando necessario, massimizzare la resa energetica, essere attivabili e disattivabili dal metabolismo, e avvenire con una certa velocità per rispondere prontamente alle esigenze dell'organismo.
Gli enzimi sono catalizzatori biologici che aumentano la velocità delle reazioni abbassando l'energia di attivazione e sono in grado di operare in piccole quantità, rimanendo inalterati alla fine della reazione, permettendo così cicli ripetuti di reazioni.
Gli enzimi sono classificati in sei classi in base al tipo di reazioni che catalizzano: ossidoreduttasi, transferasi, idrolasi, liasi, isomerasi e ligasi, ognuna delle quali svolge un ruolo specifico nelle reazioni chimiche.
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