Biochimica

ANTICORPI:

1. I linfociti B maturati sono deputati a diventare plasmacellule e quindi produrre anticorpi

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2. I linfociti T hanno due funzioni, una sono gli Helper​ aiutano le cellula B a proliferare in

modo che producano anticorpi e aiutano i macrofagi ad attivarsi a produrre le citochine

I linfociti T killer riconoscono cellule tumorali o cellule infettate da virus e le eliminano. 10

3. I macrofagi capaci di fagocitosi di cellule corpi estranei, riconoscono le cellule estranee.

Il nostro sistema immunitario deve riconoscere tutto cio' che è self e quello che non è nostro

attraverso dei riconoscimenti: i MHC di classe 1 e classe 2 che sono proteine.

Anticorpi: proteine solubili, formate da due catene leggere e due catene pesanti, unita da legami di

ponti di solfuro. Hanno una parte variabile che si trova nelle estremità delle catene leggere, che

permette loro il riconoscimento dell'antigene. Anticorpi sono tutte proteine glicosilate.

ENZIMI

Enzimi: proteine normalmente di tipo globulare e solubili​ , esistono eccezioni. Possono essere

associate ad elementi inorganici o a coenzimi/cofattori. Quando ci sono associati degli elementi

questi partecipano ai processi di idrolisi di ATP, esempio.

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Gli elementi inorganico​ è presente in quantità stechiometriche con il sito attivo della proteina

stessa. Servono perché partecipano al meccanismi di catalisi, hanno un ruolo funzionale, ovvero

prendono parte in una fase o più dove il substrato viene convertito in prodotto.

● Noi parliamo di reazioni chimiche che sono termodinamicamente possibili, un

catalizzatore biologico svolge la funzione di diminuire il tempo di questa reazione.​ Quindi

diminuiscono la velocità di trasformazione del substrato in prodotto.

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Un'altra casse di molecole: gli COENZIMI o COFATTORE​ non è associato alla parte proteica

normalmente, questi partecipano alla reazione esempio prendendo o cedendo elettroni, non si

consumano durante la reazione.

● una porzione di natura vitaminica, es biocitina Che è un cofattore che partecipa a reazioni

dove viene trasferita l'unità mono carboniosa, è un derivato della biotina (la vitamina). Le

vitamine non le produciamo quindi si assumono con la dieta, e ci servono in quantità

estremamente limitate, poiché la loro funzione biologica è quella di far parte dei coenzimi

e siccome essi non si consumano non vi è la necessita di assumerne una grande quantità.

Gli enzimi vengono divisi in 6 enzimi in base la loro funzione:

1. Ossidoreduttasi​ : meccanismi di catalici in processi di ossido-riduzione, trasferimento di

elettroni;

2. Transferasi​ , trasferiscono gruppi, esistono sottoclassi che indicano il gruppo che viene

trasferito, indicato con un altro numero. Poi si indica da chi prende questo gruppo e chi lo

riceve. Primo numero da 1-6, tipo di enzimi, sugli altri sottogruppi non vi è limite.

3. Idrolasi ​ partecipano alle reazioni di idrolisi

4. Liasi ​ addizionano gruppi ai doppi legami o viceversa possono formare doppi legami

5. Isomerasi t​ rasferimento di qualsiasi gruppo all'interno della stessa molecola per formare

isomeri

6. Ligasi​ formano legami covalenti, sia semplici che doppi attraverso la condensazione

insieme alla scissione di ATP o cofattori simili.

La conversione di un substrato in prodotto avviene attraverso un'interazione fisica del substrato

stesso.

Le dimensioni degli enzimi hanno dimensioni importanti, sopra le decine di migliaia di Dalton.

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Sito attivo

attivo​ : un sito specifico dove avviene l'interazione dei reagenti con la parte enzimatica e

dove avviene la conversione del substrato in prodotto. Non è un sito esistente, ma si forma con 11

l'interazione del substrato con la parte proteica. Il sito attivo non permette solo il legame con il

substrato ma in alcune reazioni aiuta il legame con i coenzimi.

Dal punto di vista TERMODINAMICO: il livello di energia dei reagenti è più alto rispetto quello dei

prodotti. Il catalizzatore biologico serve perché le reazioni avverrebbero dei tempi troppo lunghi

non compatibili con la vita. Durante la conversione da substrato a prodotto c'è una​ barriera

energetica,​ gli enzimi non cambiano l'energia libera dei reagenti e prodotti, ma aiutano a superare

la barriera energetica. La velocità di reazione dipende dalla energia di attivazione (Delta G)

​

● Come?​ Dal punto di vista termodinamico è come se invece di avere una sola barriera

energetica ma tanto piccole "colline" da superare. L'energia che si libera dalle interazioni

​

​ ​

enzima-substrato viene detta energia di legame. L'energia di legame è la fonte principale

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di energia usata dall'enzima per abbassare l'energia di attivazione della reazione. Per

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poter catalizzare una reazione, un enzima deve essere complementare allo stato di

​

transizione della reazione

, le interazione diventano ottimali solo quando il substrato

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raggiunge lo stato di transizione. CONCETTO: le interazioni deboli di legame tra l'enzima e

il substrato rappresentano la principale forza trainante della catalisi.​ L'aumento della

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velocità di una reazione determinato da un enzima può variare da 5 a 17 ordini di

grandezza.

Effetto di prossimità e la catalisi di tipo basico o acido aiuta a aumentare la velocità della

reazione.

Effetto di prossimità:

l'energia di legame può essere usata per diminuire la entropie del substrati che devono reagire tra

di loro (ovvero si riducono i moti dei substrati e questo aumenta la velocità di reazione).

La catalisi acida o bassa, è svolta dai gruppi R che riescono a cedere o prende un protone.

[​ Concetto​ : la formazione di Substrato-Enzima stabilizzata da interazioni idrofobiche, ioniche.. Ogni

interazione è accompagnata da rilascio di energia di legame]

● Chimotripsina​ enzima dello stomaco che taglia un legame peptidico, si digerisce una

proteina tagliando un suo legame peptidico. Nel suo sito attivo c'è l'amminoacido serina,

utilizza la catalisi acido-base per far avvenire le reazione.

Nel grafico si capisce che la velocità iniziale di reazione è proporzionale alla concentrazione del

substrato fino al raggiungimento della velocità massima. La condizione di​ enzima "saturo​ " si ha

quando tutto l'enzima è presente nella forma ES e

la concentrazione di E libero diventa trascurabile.

A concentrazioni relativamente basse di substrato,

V0 aumenta praticamente in modo lineare con

l'aumento di [S]. A concentrazioni di substrato più

elevate, V0 aumenta in misura sempre minore in

funzione dell'aumento di [S]. 12

La velocità iniziale (V0) si può calcolare con una frazione della velocità MAX, ma che è

proporzionale alla quantità di substrato e diviso il valore di Km (costante di Michaelis) . Di solito la

Km è una costante misurata in milli​ molare​ .

K​ =[S] quando V​ = V​ è valida per tutti gli enzimi che seguono la cinetica di Michaelis-Menten.

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m 0​ max​

Un altro parametro è la Kcat un indicazione che ci dice quanto lavora velocemente quell'enzima. Si

-1​

usa come intervallo di tempo il secondo​ . Essa equivale al numero di molecole di substrato che

vengono convertite in prodotto nell'unità di tempo da una singola molecola enzimatica quando

l'enzima è saturo con il substrato. /

L'efficienza con la quale l'enzima lavora, si rappresenta con il rapporto: K cat Km .

Se prendiamo i limiti della diffusione, le reazioni catalizzate dagli enzimi hanno una efficienza che

si avvicina al limite, e questo non può essere superato. Per avere maggiore efficienza in un

sistemi multienzimatici​

processo enzimatico l'unica cosa che si può fare è quella di usare dei​ ,

perché tolgono il limite dalla diffusione.

Le reazione catalizzate tra enzimi: la prima condizione è l'interazione tra enzima e substrato, se

non si forma il complesso enzima-substrato non può avvenire la catalisi.

Possiamo avere reazione dove interagiscono due molecole con uno stesso enzima (RANDOM).

Esempio Glucoso e ATP.

Può avvenire seno una addizione ordinata dei reagenti. (ORDINATO) se il primo non si è legato il

secondo non si può legare.

In alcune reazioni apparentemente non si formano complessi ternari: si lega il Substrato 1 e si

forma il prodotto 1 cambiando l'enzima che si lega al substrato 2 e si forma il prodotto 2 .

Nei grafici che osservano la concentrazione del substrato [S] e la V0, si ottengono rette diverse a

seconda della concentrazione di S.

Secondo caso: si hanno rette parallele.

L'enzima è una proteina che ha una struttura tridimensionale complessa, stabilizzata dalla

formazione di una serie di legami, se cambiamo la temperatura dell'ambiente in cui lavoriamo

cambiamo la velocita di catalisi. La nostra temperatura fisiologia 37° se aumentiamo la

temperatura, avviene la denaturazione dell' enzima, aumentando la velocità di catalisi. Se si va

oltre pero i 50° o più si va ad una rottura della struttura della proteica, non sempre reversibile.

La velocità delle reazioni catalizzate da enzimi varia a seconda del pH, ogni enzima ha un pH

ottimale al quale esprime la massima attività. Normalmente è tra 7,4-7,5. questo valore può

variare a seconda degli enzimi, si può avere ambienti più acidi o basici.

R

egolazione degli enzimi 1

​

Esistono delle molecole di intermedi di quella via metabolica o di vie metaboliche differenti e

queste molecole possono influenzare la velocità del enzima, e vengono chiamati inibitori.

E + S -> ES -> E + P normalmente:

● se l'enzima si lega con l'inibitore (I) si forma il complesso EI, l'inibitore e il substrato si

​ inibizione competitiva​

legano nello stesso sito, si dice che competono: . Nel

momento che si vuole più prodotto si aumenta la concentrazione del substrato, cosi

​

diminuisce l'effetto dell'inibitore fino renderlo trascurabile. Tutte reazioni reversibile.

● L'inibitore si può legare al complesso ES (enzima-substrato) quindi l'inibitore induce alla

proteina enzima una conformazione diversa. Qui l'inibitore si lega in un sito differente 13

rispetto al substrato, pero il legame nega di procedere verso la formazione del prodotto. Si

possono legare contemporaneamente.​ INIBIZIONE NON COMPETITIVA

● Può accadere sennò una​ Inibizione mista,​ l'inibitore si lega ad un sito diverso rispetto al

substrato ma si può legare sia d E oppure ad ES.

Analisi: Le rappresentazioni grafiche.