Biochimica - modulo 1 su enzimi

Enzimi

Sono catalizzatori biologici. Sono proteine. Riescono a catalizzare le reazioni, rendendo più veloci le reazioni, questi non si alterano, al termine della reazione non si trasformano.

Per capire meglio come funziona il meccanismo di catalisi

Tramite delle barriere di attivazione in una reazione termodinamicamente possibile. Lo stato energetico del sistema varia quindi si possono avere uno stato iniziale e uno finale. Per una reazione: stato iniziale (reagenti): stato finale: prodotti, ma vale quando una parte, è reversibile e tutti i reagenti durante la reazione si trasformano in prodotti.

Lo stato finale rappresenta lo stato di p_e e lo stato iniziale: corrisponde allo stato iniziale dei reagenti.

ΔG = G_f - G_i < 0, → ΔG ci dice se una reazione è o non spontanea, quindi termodinamicamente possibile. Non è legato alla velocità.

Se G⁰_f < G⁰_i → spontaneo → ΔG < 0.

Se G⁰_f > G⁰_i → non spontaneo → ΔG > 0.

Il fatto che una reazione è o non spontanea, non ci dice se è veloce o lento il passaggio della reazione da stato iniziale a finale.

Enzimi: proteina altamente specifica perché catalizza solo e soltanto un tipo di reazione e perché ha caratteristiche solo su substrato per il quale è specifico.

Enzimi

Sono catalizzatori biologici. Sono proteine. Riescono a catalizzare le reazioni, rendendo più veloci le reazioni, questi non si alterano, al termine della reazione non si trasformano.

Per capire meglio come funziona il meccanismo di catalisi

Mattoni delle barriere di attivazione in una reazione termodinamicamente possibile.

Lo stato energetico del sistema varia quindi si passa da uno stato iniziale a uno finale.

Per una reazione: stato iniziale e reagenti / stato finale e prodotti, ma vale durante una parte, è reversibile e tutti i reagenti durante la reazione si trasformano in prodotti.

Lo stato finale rappresenta lo stato di p_x e lo stato iniziale: corrisponde alle conc. iniziali dei reagenti.

ΔG = G_p - G_r < 0, => ΔG ci dice se una reazione è o non spontanea, quindi termodinamicamente possibile. Non ci è detto della velocità.

Se G_f > G_i => spontaneo => ΔG < 0.

Se G_f < G_i non spontaneo => ΔG > 0.

Il fatto che una reazione è o non spontanea, non ci dice se è veloce o lento il passaggio della reazione da stato iniziale a finale.

Enzimi: proteina altamente specifica perché catalizzano solo e soltanto un tipo di reazione e perché catalizzano solo sul substrato per il quale è specifica.

Energia di attivazione

Per passare da stato iniziale a finale, si deve passare attraverso uno stato di transizione, il salto energetico tra stato iniziale e finale si chiama energia di attivazione.

Serve per attivare la reazione stessa.

Una reazione più bassa l'energia di attivazione, più procede velocemente.

In presenza dell'enzima, l'energia di attiv. si abbassa e avviene più velocemente la reazione. Con l'enzima, lo stato en. e i ΔG non cambiano, infatti non cambia il ΔG complessivo del sistema. E l'enzima non incide sull'aspetto della spontaneità della reazione. Un enzima non può rendere spontanea una reazione non spontanea, ha un effetto sulla cinetica della reazione, ma non sulla termodinamica.

Substrato, enzima e prodotto

Quando si parla di enzima si parla di substrati, substrato ed enzima sono attraccati.

E + S ⇌ ES → E + P

L'enzima catalizza la trasformazione del suo substrato in prodotto. 1° step = reversibile.

2° step: il substrato si lega al sito attivo che ha aa che catalizzano la reazione e riconoscono in modo specifico il substrato. Il riconoscimento avviene con legami non covalenti, ma durante la catèresi si possono formare eq. covalenti, dipende dal tipo di meccanismo chimico che avviene nel sito attivo.

Modelli del legame enzima-substrato

Modelli che servono per descrivere il legame tra enzima-substrato per formare il complesso ES:

• Modello chiave-serratura: prevede che ci sia una complementarietà molto alta tra la forma del sito attivo e substrato. Però non tiene conto che le proteine sono flessibili.
• Modello dell'adattamento indotto: il legame enzima-substrato fa cambiare un po' la conformazione dell'enzima stesso e a seguito avviene la catalisi.

Sito attivo

Sito attivo: il sito attivo riconosce in modo specifico il substrato e contiene questi gruppi chimici, residui amminoacidi, per catalizzare la reazione. Per approfondire: l'enzima digestivo questo enzima si chiama tripsina, idrolizza le proteine, ossia riesce a idrolizzare il legame peptidico di altre proteine. L'enzima riesce a riconoscere il substrato.

L'enzima qu