Enzimi

Gli enzimi

Gli enzimi sono proteine globulari che svolgono la funzione di catalizzatori biologici nei sistemi viventi.

L'attività catalitica degli enzimi consiste nell'accelerare le reazioni chimiche che avvengono nelle cellule, e lo fanno in due modi:

• Indebolendo i legami chimici dei reagenti nelle reazioni cataboliche
• Favorendo l'orientazione delle molecole dei reagenti per la formazione dei prodotti nelle reazioni anaboliche

Come agisce

Per capire come funzionano gli enzimi dobbiamo guardare gli attori principali di una reazione, i reagenti (in biochimica substrati) e i prodotti. Gli enzimi svolgono la loro funzione legandosi ai substrati e trasformandoli in prodotti.

Il sito attivo dell'enzima (E) si lega al substrato (S) (gli enzimi sono specifici per un determinato substrato). Si forma un complesso chiamato enzima-substrato (ES), la molecola di substrato viene poi convertita in prodotto (P) ed esce dall'enzima, rigenerando l'enzima che può così continuare la sua azione catalitica con altri substrati.

Gli enzimi, per far avvenire queste reazioni chimiche, vanno ad agire sull'energia di attivazione.

L'energia di attivazione (cioè l'energia necessaria a far sì che la reazione poi prosegua) possiamo immaginarla come una piccola montagnetta: ogni reazione, per avvenire, deve prima scavalcare quella montagnetta. L'enzima è come se desse una piccola spinta; infatti l'energia di attivazione in presenza dell'enzima si abbassa di molto e la reazione è molto più facilitata a scorrere.

Legame enzima-substrato

La reazione inizia quando il substrato si lega al sito attivo dell'enzima. Il sito attivo è una cavità idrofobica dove il substrato si lega con legami deboli.

Nel sito attivo troviamo due tipi di amminoacidi:

• Gruppi di riconoscimento: tengono fermo il substrato nella giusta posizione
• Gruppi catalitici: partecipano alla rottura o formazione dei legami

Prima si pensava che l'enzima avesse un incastro rigido e perfetto con il substrato (modello chiave-serratura), mentre attualmente sappiamo che l'enzima cambia leggermente forma per abbracciare meglio il substrato.

Da dove viene l'energia di attivazione

Principalmente questa energia deriva dall'energia di legame, cioè quando l'enzima e il substrato si avvicinano si vanno a creare moltissime interazioni deboli, la loro somma rilascia una quantità significativa di energia chiamata appunto energia di legame.

L'enzima utilizza questa energia principalmente per abbassare l'energia di attivazione vincendo 4 grandi ostacoli che bloccano la reazione:

• Perdita d'entropia: l'enzima blocca le molecole