Concetti Chiave
- I test enzimatici sono fondamentali per la diagnostica, utilizzando diversi enzimi per valutare il danno epatico.
- Gli enzimi agiscono come catalizzatori biologici, accelerando reazioni chimiche con alta specificità e potere catalitico.
- Alcuni enzimi richiedono cofattori, come NAD o gruppi metallici, per funzionare correttamente, formando un oloenzima.
- Isoenzimi, come LDH e CK, catalizzano la stessa reazione ma differiscono per struttura chimica e proprietà fisico-chimiche.
- La teoria di Michaelis-Menten descrive la cinetica enzimatica, con reazioni che raggiungono velocità massima quando l'enzima è saturato.
Diagnostica enzimatica
I test enzimatici possono essere utilizzati anche nella diagnostica enzimatica, infatti, per il danno epatico gli enzimi che vengono utilizzati nella pratica clinica sono molteplici. Gli enzimi sono macromolecole biologiche di natura proteica con gruppi funzionali sui quali hanno luogo scambi o trasformazioni di sostanze, svolgono una funzione di catalizzatori biologici cioè in grado di accelerare le reazioni chimiche, sono caratterizzati da un elevato potere catalitico e da un’elevata specificità.Possono essere proteine semplici chiamate apoenzimi e spesso possiedono dei cofattori fondamentali per la regolazione degli effetti catalitici. Ciò significa che a volte gli enzimi hanno bisogno di cofattori per poter funzionare in questo caso si parla di oloenzima.
I cofattori più diffusi possono essere coenzimi come il NAD o il NADP, possono essere gruppi prostetici come il gruppo eme, il FAD o possono essere cofattori metallici. Esistono anche gli isoenzimi (LDH, CK), che catalizzano la stessa reazione ma differiscono nella struttura chimica e nelle proprietà chimico-fisiche (pH, punto isoelettrico, conducibilità, mobilità elettroforetica ecc.) questo perché hanno una sequenza amminoacidica completamente diversa e perché di solito vengono codificati da loci genetici completamente diversi a volte anche su cromosomi differenti. Si misurano in unità o unità internazionali.
L’unità internazionale enzimatica identifica la quantità di enzima che catalizza la trasformazione di una micro-mole di substrato per minuto in condizioni ottimali a 25°.
Quando il substrato continua ad aumentare ad un certo punto la velocità della reazione raggiunge una velocità massima che non può più incrementare. Quest’effetto può essere dimostrato empiricamente tramite la teoria di Michaelis-Menten che descrive la cinetica delle reazioni enzimatiche secondo la quale si deve formare un intermedio di reazione (complesso enzima-substrato). Quando l'enzima è completamente saturato dal suo substrato la velocità di reazione non dipende più da quanto substrato c'è ma solo dalla quantità enzimatica e dalla sua attività. In laboratorio per misurare l’attività enzimatica è necessario raggiungere le condizioni delle reazioni di ordine zero aggiungendo substrato in quantità superiore al necessario in modo da essere certi di saturare completamente l'enzima. Successivamente si misura la velocità di reazione che a quel punto dipende solo da quanto funziona l'enzima oltre che da una costante k (dipende da pressione e temperatura). Lasciando costanti pressione e temperatura, l'attività enzimatica è definita esclusivamente dalla velocità massima.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei cofattori negli enzimi?
- Come si misura l'attività enzimatica in laboratorio?
- Cosa descrive la teoria di Michaelis-Menten?
I cofattori sono fondamentali per la regolazione degli effetti catalitici degli enzimi, e possono essere coenzimi, gruppi prostetici o cofattori metallici, necessari per il funzionamento degli oloenzimi.
L'attività enzimatica si misura raggiungendo le condizioni di reazioni di ordine zero, saturando completamente l'enzima con il substrato e misurando la velocità di reazione, che dipende solo dall'attività enzimatica e da una costante k.
La teoria di Michaelis-Menten descrive la cinetica delle reazioni enzimatiche, spiegando che la velocità di reazione raggiunge un massimo quando l'enzima è completamente saturato dal substrato, e dipende solo dalla quantità e attività dell'enzima.