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Reazioni accoppiate e spostamento dell'equilibrio
In questo modo, la seconda reazione deve essere con un equilibrio fortemente spostato verso destra. Un esempio è il dosaggio dell'etanolo che viene fatto trasformandolo in acetaldeide dall'alcol-deidrogenasi con la formazione NADH ma questa reazione non è spostata verso destra; può essere spostata verso destra quando si ha un pH alcalino che però inattiva l'enzima e quindi si trasforma l'acetaldeide in acido acetico e questa reazione è fortemente spostata verso destra. In questo modo, si ha una reazione accoppiata con due enzimi che lavorano in sincronia portando alla formazione di acido acetico e quando si raggiunge l'equilibrio è completamente spostata verso destra e quindi l'etanolo è trascurabile. Le moli di NADH che si misurano sono il doppio per l'etanolo presente.
Una versione accoppiata si ha anche quando nella prima reazione viene prodotto una molecola che non è
facilmente quantificabile e quindi si usa enzima ausiliario per rendere Bin C che è quantificabile (assorbe luce a certa lunghezza d'onda). Ad esempio, si può vedere il dosaggio sequenziale per determinare la presenza di zuccheri in un alimento: questo dosaggio enzimatico permette di quantificare glucosio, fruttosio e saccarosio; si usano diversi enzimi, ovvero β-Fruttosidasi, Esochinasi (HK), Fosfoglucosio Isomerasi (PGI) e Glucosio-6-Fosfato Deidrogenasi (G6PDH) e NAD ossidato. La prima reazione porta alla conversione del D-glucosio in D-glucosio 6P tramite l'enzima esochinasi; contemporaneamente si ha l'azione anche sul fruttosio che diventa fruttosio-6P. Poi si ha un altro enzima che è la glucoso-6P deidrogenasi che serve perché il glucosio-6P viene ossidato a gluconato e contemporaneamente avviene la riduzione del NADPH e siccome nella prima reazione non è possibile determinare l'ADP, la trasformazione in glucono-lattone e la
glucosio e fruttosio vengono fosforilati a dare gluicosio-6P e fruttosio-6P che poi vengono trasformati in glucono-lattone e NADPH.
Si può decidere di fare saggio nella stessa cuvetta e quindi si ha già l'esochinasi e anche la gluicosio-6P DH e anche PGI e quindi l'esochinasi li fosforila a glu-6P e fru-6P, dove il glucosio-6P viene convertito in glucono-lattone e NAPDH che è quindi derivante dal glucosio del saccarosio, però si ha la presenza anche della fosfo-fruttosio-isomerasi e quindi l'incremento di NADPH deriva dal glucosio e fruttosio e quindi sono il doppio delle moli di saccarosio perché da questo si liberano glucosio e fruttosio.
Oppure questi saggi vengono fatti in sequenza e poi si fa la determinazione solo del saccarosio e le moli di NADPH sono uguali a quelle di saccarosio sottratte dell'eventuale glucosio determinato precedentemente.
Oppure si può fare un primo saggio per determinare il glucosio e poi si passa
direttamente adeterminare il saccarosio e in questo caso l'incremento di NADPH è uguale alle moli di saccarosio.Con una solo cuvetta si può fare la determinazione di tre zuccheri. L'enzima ausiliario è il glucosio-6P deidrogenasi.Questi saggi sono ampiamente impiegati e possono essere fatti direttamente nella matricealimentare.Per quanto riguarda i sensori basati su enzimiper determinazioni rapide un esempio è quellodella determinazione con biosensori delglucosio per la determinazione della glicemiama anche per seguire le conversionienzimatiche fermentative da parte dimicrorganismi (consumo di glucosio). Ilbiosensore è basato sulla reazione dellaglucoso-ossidasi che è un enzima chetrasforma il glucosio in acido glucoronico el'ossigeno in acqua ossigenata, quindi si ha ilconsumo di 1 mole di ossigeno per 1 mole diglucosio che viene ossidato. L'enzima èapplicato tra due membrane fatte di un sottile gel
semipermeabile appoggiate su un elettrodo di oroplatinato; il glucosio e l'ossigeno si fondono nel gel e avviene la reazione catalizzata dell'enzima, dove quello che viene misurato con l'elettrodo specifico è la produzione di acqua ossigenata. L'acqua ossigenata viene determinata attraverso un elettrodo portando alla formazione di ossigeno e acqua e poi si ha il segnale per cui la quantità di elettroni prodotti è correlata con la quantità di glucosio consumata. Questo segnale è correlato con una scala di glicemia e quindi si ha un'immediata determinazione, oppure si ha l'associazione alla quantità di glucosio presente. Oppure l'acqua ossigenata può essere misurata ricorrendo a un altro enzima accessorio come la perossidasi che trasforma l'acqua ossigenata in acqua e si ha la produzione di un composto colorato, oppure fluorescente. Il gruppo OH viene ossidato e un composto incolore diventa colorato.
o nel caso del Luminol il composto viene convertito in uno fluorescente. L'acqua ossigenata viene trasformata dalla perossidasi in qualcosa che può essere misurato con un rilevamento elettrochimico o con un composto che cambia colore/emette luce. Si usa la perossidasi perché è molto più specifica e consente di convertire rapidamente l'acqua ossigenata in qualcosa che si misura. Gli enzimi funzionano con il principio del kit enzimatico, quindi bisogna convertire in tempo rapido il composto di interesse. Struttura primaria Le modificazioni da processo causano un effetto sulla struttura primaria, quindi sulla sequenza amminoacidica; quando si fa un trattamento su una struttura primaria si hanno due effetti principali dipendenti dal tipo di trattamento che viene fatto: con un trattamento drastico si modifica la sequenza, ovvero si rompe il legame peptidico e quindi si ottengono peptidi o singoli amminoacidi; oppure ci sono trattamenti che non modificano ilIl legame peptidico è responsabile della formazione delle proteine. Questo legame unisce gli amminoacidi tra loro, ma può essere modificato dai gruppi R degli amminoacidi. Se il legame peptidico si rompe, la sequenza proteica viene interrotta, altrimenti ci sono trattamenti che possono modificare i gruppi R, creando categorie di prodotti diversi.
Il tipo di trattamento determina la produzione di peptidi e amminoacidi. Questa produzione può avvenire solo tramite l'azione di un enzima, chiamato proteasi, presente nelle normali trasformazioni alimentari. Nessun trattamento è in grado di rompere il legame peptidico in modo non enzimatico.
L'utilizzo di proteasi ha diversi scopi, come la coagulazione, la produzione di prodotti da forno e birra, la produzione di idrolizzati proteici, il disosso delle carni, la produzione di sostituti e nuovi prodotti, o la produzione di isopeptidi come l'aspartame. L'utilizzo di proteasi è finalizzato all'ottenimento di specifici prodotti. Esistono diverse proteasi che possono essere utilizzate per vari processi.
- In base all'azione sulla proteina:
- Endo-proteasi: agiscono all'interno della sequenza come tripsina e chimostripsina.
- Eso-proteasi: agiscono sull'amminoacido C-terminale o N-terminale come le cabossipeptidasi.
- Ogni proteasi ha un amminoacido specifico dove rompe il legame peptidico e inoltre dopo che ha riconosciuto l'amminoacido specifico rompe il legame peptidico dalla parte N-terminale o C-terminale; le proteasi che sono ammino-peptidasi rompono il legame peptidico sulla parte N-terminale e tutte le altre agiscono sul C-terminale. Questo è importante per capire quali amminoacidi o peptidi vengono a essere liberati. Un enzima ha due siti ben strutturati: si ha una zona che
è il sito di riconoscimento dell’amminoacido bersaglio e se l’enzima taglia sulla zona idrofobica si ha il sito di riconoscimento; dopo che ha riconosciuto l’amminoacido bersaglio taglia dalla parte C-terminale o N-terminale e questa reazione di taglio è molto complessa in quanto prevede l’intervento di una serie di residui che comportano il taglio e questi sono dei residui chiave che vengono anche utilizzati per classificare gli enzimi proteolitici. Un idrogeno viene trasferito sul residuo di serina dell’enzima che si trova nella zona del sito catalitico dell’enzima; dalla serina poi viene trasferito all’istidina e infine si ha la produzione di una molecola d’acqua e la rottura del legame.
Si ha sito di riconoscimento del substrato e il sito catalitico dove avviene fisicamente la reazione di rottura, non coincide con il sito di riconoscimento e in base ai residui presenti nel sito catalitico si classificano gli enzimi in
baseall'amminoacido che ha un ruolofondamentale. Ad esempio, sihanno le serine proteasi I, II doveil ruolo chiave è svolto da residuidi ASP, SER, HIS e sonochimotripsina, tripsina, elastasi ma la serina non è l'amminoacido che rompono sul legame peptidico.Questa classificazione è molto usata ed è legata all'amminoacido che ha un ruolo chiave nella rotturadel legame peptidico. Ci sono poi le cysteine proteasi come papina, ficina, bromelaina, le aspartico-proteasi come chimosina e pepsina, o le metallo proteasi.
- Possono essere classificate anche inbase alla specificità di substrato: cisono substrati basici come tripsina ecarbossi-peptidasi B, oppure acidicome endoproteasi, idrofobici,aspecifici I, aspecifici II. Sono detteproteasi aspecifiche perché agisconosulla maggior parte degliamminoacidi anche se ad esempio lapapaina ha una preferenza persubstrati basici.
- Inoltre, le proteasi possono essere classificate in
per indicare un nuovo paragrafo e il tag per evidenziare una parola o una frase in grassetto. Ad esempio, puoi scrivere:
In base all'optimum di pH, ovvero il valore di pH ideale per il corretto funzionamento di un determinato processo o organismo. Il pH è una scala che va da 0 a 14, dove 7 rappresenta la neutralità, valori inferiori a 7 indicano acidità e valori superiori a 7 indicano alcalinità. Per formattare il testo utilizzando tag html, puoi utilizzare il tag per evidenziare una parola o una frase in grassetto.