CHIMICA F T 1 prof Rampa parte 2 /chimica faramceutica e tossicologica

Introduzione storica degli enzimi

→1850: Pasteur fermentazione dello zucchero in alcool catalizzata da “fermenti” → li chiama enzimi e postula che siano inseparabili dalla struttura della cellula

→1897: Buchner gli enzimi coinvolti nella fermentazione possono funzionare anche una volta rimossi dalla struttura cellulare viventi

→1903: Henry propone come prima volta, la formazione di un complesso ES come tappa necessaria alla catalisi

→1913: Henry teoria generale sugli enzimi con Michaelis-Menten

→Seconda metà del XX secolo sono stati purificati migliaia di enzimi e di centinaia di essi è stata determinata la struttura e il meccanismo chimico

Enzimi

Si tratta di proteine specifiche che fungono da catalizzatori nella maggior parte delle reazioni dei sistemi biologici.

Catalizzatore

Una reazione chimica (A → P) avviene perché una certa frazione della popolazione di molecole A possiede, in ogni istante, abbastanza energia per raggiungere una condizione “attivata”, detto “stato di transizione”. In questo stato vi è una probabilità molto alta che si formi o si rompa un legame chimico per formare il prodotto P.

• La velocità di una data reazione è proporzionale alla concentrazione della specie dello stato di transizione.
• Un modo per accelerare la velocità di una reazione è l'aggiunta di un catalizzatore. Infatti, questo si combina temporaneamente con i reagenti formando uno stato di transizione con minor energia di attivazione.

E+S → [ES] → [EP] → E + P

I catalizzatori forniscono una superficie di reazione in grado di far avvicinare i due substrati.

Inibizione enzimatica

Gli enzimi E, catalizzano una miriade di reazioni biologiche. I F possono inibire gli enzimi, andando a legarsi a porzioni dell'E che possono coincidere con il sito attivo di E: il F può anche legarsi al coenzima inattivando l'E. Quindi in generale è necessario ottenere l'inibizione enzimatica.

• Per modulare la concentrazione del metabolita o NT endogeno.
• Per bloccare la biosintesi di un metabolita.
• Per bloccare la crescita dei microrganismi infetti.

Si presentano, di regola, due casi limite:

• L'enzima da bloccare è specifico dell'organismo infettante e non è presente nell'ospite (selettività completa e di conseguenza, una tossicità teoricamente nulla).
• L'enzima da bloccare è presente sia nel microrganismo infestante, sia nell'ospite. È possibile sfruttare piccole differenze strutturali (dovute all'evoluzione) per inibire.