Energia catalisi e biosintesi

Energia, catalisi e biosintesi

Mercoledì 7 dicembre 2022, 09:06

Alcune reazioni che devono svolgersi all'interno della cellula necessitano di grossa energia, per cui intervengono meccanismi di abbassamento dell'energia di attivazione per svolgere la reazione in modo immediato. Questo meccanismo avviene grazie all'intervento di catalizzatori; questo processo viene chiamato catalisi enzimatica. Una reazione non catalizzata ha un’energia di attivazione maggiore di una reazione non catalizzata. Un catalizzatore la porta più vicina all'energia di base dei reagenti e facilita lo svolgimento della reazione in un range di temperature in cui si trova la cellula.

Meccanismo della catalisi enzimatica

La catalisi enzimatica prevede l'interazione tra substrato e il sito attivo dell'enzima che interviene reagendo con il substrato e portando alla formazione di prodotti finali, e di un enzima che viene rimesso in gioco e lavora nuovamente in una nuova reazione di catalisi. Molti enzimi possono contenere cofattori (vitamine) che partecipano attivamente alla funzione catalitica. L'enzima dopo la reazione entra in gioco per rielaborare una nuova reazione. Il sito attivo dell'enzima (dominio) interagisce con la molecola del substrato e si forma un complesso enzima substrato che può permanere nel tempo più o meno a lungo, affinché avvenga la reazione di formazione dei prodotti e può variare a seconda dell'energia di attivazione iniziale (se è più alta, sarà necessario più tempo). Al termine della reazione di catalisi avremmo il complesso enzima-prodotto/i. Questi ultimi vengono rilasciati e l'enzima immodificato viene riutilizzato nella reazione successiva.

Meccanismi della catalisi enzimatica e rilascio prodotti

• Meccanismo chiave serratura: si hanno il substrato e il sito attivo, il substrato è già perfetto e specifico per quel sito attivo, quando si avvicinano, sono in grado di unirsi l'uno all'altro. La forma e la dimensione sono tali da consentire l'incastro. Successivamente l'enzima facilita la reazione e, come prima, viene rilasciato l'enzima che viene rimesso in gioco e i prodotti.
• Adattamento indotto: di base l'enzima non ha un sito catalitico in grado di alloggiare il substrato. La forma del sito catalitico è diversa dal substrato. Nel momento in cui si avvicinano, l'enzima modifica la propria struttura, lo adatta alla forma del substrato in modo da alloggiarlo perfettamente e si forma il complesso enzima substrato. In seguito avviene la reazione di catalisi e si formano i prodotti, escono dal sito attivo dell'enzima e si ha la separazione tra prodotti ed enzima.