Cinetica enzimatica, Biochimica

Cinetica enzimatica

Abbiamo visto come si classificano gli enzimi, le sei classi della classificazione internazionale, l'EC, comprende ben 5 numeri; quali sono le proprietà generali delle varie classi di enzimi.

Concetti di base della cinetica chimica

Riprendiamo un argomento che riguarda la cinetica chimica. Una reazione chimica viene descritta sempre con il classico grafico energetico, in cui si pone l'energia libera della reazione in funzione della coordinata di reazione (il percorso fisico che porta dalla formazione dei prodotti alla formazione dei reagenti).

In generale la chimica dice che due reagenti A e B si incontrano a formare un complesso attivato, che ha un'energia libera maggiore di quella dei singoli reagenti, dopodiché avviene rottura e formazione di legami chimici che porta alla formazione dei prodotti (A+B → C+D); la variazione di energia libera della reazione è semplicemente la differenza tra l'energia libera dei prodotti e quella dei reagenti. Una reazione chimica si dice termodinamicamente favorita o possibile quando la sua variazione è minore di 0, quando i prodotti hanno una energia libera minore dei reagenti.

Il ruolo degli enzimi

Gli enzimi non fanno avvenire reazioni termodinamicamente sfavorite. L'enzima interviene solo sulla cinetica, non sulla termodinamica. Tutti i catalizzatori (come gli enzimi) operano abbassando l'energia di attivazione, l'energia di formazione del complesso attivato. Questo ha effetto sulla cinetica per la legge di Arrhenius; abbassare l'energia di attivazione vuol dire aumentare la velocità della reazione, la termodinamica rimane invariata. Il ruolo dell'enzima è quello di far avvenire la reazione in maniera più veloce. Ogni cellula deve funzionare secondo una tempistica che coordini tutti i processi fisiologici e metabolici e sincronizzarli contemporaneamente.

Legge fondamentale della cinetica di reazione

La legge fondamentale di una reazione chimica dal punto di vista cinetico (A → B): la velocità di reazione viene espressa in funzione della concentrazione di substrato, ovvero concentrazione di substrato in funzione del tempo. Le leggi che governano le due rappresentazioni sono diverse. Entrambi questi grafici sono necessari per capire la cinetica della reazione. Dal grafico si ottiene una velocità ad una concentrazione di substrato. Se si rilevano più valori della velocità, si possono porre in funzione della concentrazione di substrato e si otterrà una retta (cinetica di primo ordine), quindi la velocità di reazione è linearmente proporzionale alla concentrazione di substrato secondo una costante K, costante cinetica che si misura in secondi alla meno 1.

Le curve osservate sono esponenziali (e^-Kx); da qui si ottiene...