Concetti Chiave
- Gli enzimi sono biomolecole che accelerano le reazioni chimiche senza essere modificate permanentemente.
- La maggior parte degli enzimi è di natura proteica, ma alcuni sono costituiti da RNA.
- Gli enzimi abbassano l'energia di attivazione delle reazioni, rendendole più veloci e sostenibili per la vita.
- Gli enzimi sono specifici per i loro substrati a causa della forma del loro sito attivo.
- Fattori ambientali come pH, temperatura e concentrazione salina influenzano l'attività enzimatica.
Indice
Importanza degli enzimi
Gli enzimi sono fra le biomolecole più importanti. Un enzima è una molecola organica che catalizza (cioè, accelera) una reazione chimica senza essere distrutta o modificata in modo definitivo al termine del processo. La maggior parte degli enzimi è di natura proteica, anche se alcuni sono costituiti da RNA.
Molti degli organuli di una cellula - inclusi mitocondri, cloroplasti, lisosomi e perossisomi - sono paragonabili a sacche di enzimi specializzati.
Tra i ruoli svolti dagli enzimi ricordiamo: copiare il DNA, costruire le proteine, digerire il cibo, riciclare le parti danneggiate delle cellule e catalizzare le reazioni di ossidoriduzione. Senza l'aiuto degli enzimi, tutte queste reazioni procedono troppo lentamente per sostenere la vita.Funzionamento degli enzimi
Gli enzimi accelerano le reazioni abbassando l'energia di attivazione, che corrisponde alla quantità di energia necessaria a innescare una reazione . Persino le reazioni esotermiche, energeticamente favorite, hanno bisogno di una spinta iniziale per poter partire. In pratica, gli enzimi avvicinano fra loro i reagenti (chiamati anche substrati), e in questo modo la reazione ha bisogno di una minore quantità di energia per procedere.
Specificità degli enzimi
La maggior parte degli enzimi può catalizzare solo una reazione o un piccolo gruppo di reazioni. Un enzima che scompone un acido grasso, per esempio, non può demolire anche l'amido di una barretta di cereali. La ragione di questa specificità degli enzimi per i loro substrati è la forma del sito attivo, una cavità nella struttura tridimensionale dell'enzima in cui le molecole substrato si legano. I substrati si incastrano nel sito attivo come pezzi di un puzzle e, una volta avvenuta la reazione, l'enzima rilascia i prodotti. La reazione non distrugge e non altera l'enzima: dopo aver catalizzato una reazione, il sito attivo si libera ed è disponibile.
Sensibilità degli enzimi
Gli enzimi sono molto sensibili alle condizioni dell'ambiente in cui operano. Un enzima può denaturarsi e smettere di funzionare se varia no troppo fattori come pH, concentrazione salina e temperatura. Di solito, l'attività degli enzimi accelera con piccoli incrementi di temperatura perché i reagenti sono dotati di maggiore energia cinetica ad alte temperature. Se la temperatura sale troppo, però, gli enzimi si denaturano molto rapidamente e smettono di funzionare.
Ruolo degli enzimi nella vita quotidiana
Gli enzimi hanno un ruolo fondamentale per la nostra sopravvivenza, tanto che se un enzima non funziona o non è prodotto ciò può compromettere il funzionamento dell'organismo. Per esempio, l'intolleranza al lattosio è causata dall'assenza dell'enzima lattasi nell'intestino e quindi dall'impossibilità di digerire il latte. Chi soffre di fenilchetonuria (PKU) non produce l'enzima necessario a degradare l'amminoacido fenilalanina. Il suo accumulo nel sangue può causare danni al cervello, evitabili se non si assumono cibi che contengono fenilalanina, compreso il dolcificante artificiale aspartame Gli enzimi popolano anche le nostre case: molti detergenti contengono enzimi che eliminano le macchie di cibo da vestiti o piatti sporchi; nel succo di limone è presente un enzima che demolisce le proteine e quindi rende più teneri carne e pesce.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo principale degli enzimi nelle reazioni chimiche?
- Perché gli enzimi sono specifici per i loro substrati?
- Come le condizioni ambientali influenzano l'attività degli enzimi?
- Quali sono alcuni esempi di problemi causati dalla mancanza di enzimi specifici?
Gli enzimi catalizzano le reazioni chimiche, accelerandole senza essere distrutti o modificati definitivamente, abbassando l'energia di attivazione necessaria per innescare la reazione.
Gli enzimi sono specifici per i loro substrati a causa della forma del sito attivo, una cavità nella struttura tridimensionale dell'enzima dove i substrati si legano come pezzi di un puzzle.
Gli enzimi sono sensibili a fattori ambientali come pH, concentrazione salina e temperatura. Piccoli incrementi di temperatura possono accelerare l'attività enzimatica, ma temperature troppo alte possono denaturare gli enzimi, facendoli smettere di funzionare.
L'intolleranza al lattosio è causata dall'assenza dell'enzima lattasi, mentre la fenilchetonuria (PKU) è dovuta alla mancanza dell'enzima necessario per degradare la fenilalanina, il cui accumulo può causare danni al cervello.
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