Enzimi, Basi biologiche

Gli enzimi

Premessa

Sono proteine che svolgono attività catalitica e regolatrice nei sistemi biologici. Un organismo può sviluppare uno stato morboso sia in assenza che in eccessiva quantità di un dato enzima.

Classificazione e nomenclatura degli enzimi

Inizialmente, la classificazione non aveva alcuna relazione con la funzione svolta, e le classi e azioni erano identificate con il suffisso -INA. Successivamente, il sistema di classificazione è stato arrangiato in base al substrato e alla funzione catalitica. Gli enzimi catalizzavano reazioni specifiche e, per lo stesso substrato, veniva usato il suffisso -ASI. Così è stato introdotto un sistema di nomenclatura basato sul tipo di reazione catalizzata e sul nome del substrato di ciascun enzima. Ogni enzima ha un nome proposto, un nome sistematico e un numero di classificazione.

• Ossidoreduttasi: Catalizzano le reazioni di ossidoriduzione.
• Transferasi: Catalizzano il trasferimento di gruppi.
• Idrolasi: Catalizzano la rottura di legami con l'aggiunta di acqua.
• Liasi: Catalizzano l'addizione di gruppi a doppi legami o l'inverso.
• Isomerasi: Catalizzano le reazioni di isomerizzazione.
• Ligasi: Catalizzano la formazione di legami accoppiati alla idrolisi di ATP.

Numero di classificazione:

• Primo numero: Classe
• Secondo numero: Sottoclasse
• Terzo numero: Sotto sottoclasse
• Quarto numero: Enzima

Specificità assoluta → Catalisi per un substrato specifico.

Specificità relativa → Catalisi di più substrati chimicamente simili.

Gli enzimi: catalizzatori biologici

Caratteristiche:

• A reazione conclusa, devono avere invariata la loro struttura per poter riprendere l'attività catalitica.
• Devono essere efficaci in piccole quantità.
• Non devono compromettere l'equilibrio di una reazione reversibile.
• Devono mostrare specificità nell'accelerare la reazione agendo con specificità assoluta o relativa.

Funzione → Rendere più veloce il processo di reazione.

Gli enzimi e l'energia di attivazione

Il livello termico misurato da un dato substrato a una data temperatura è il risultato medio delle energie cinetiche delle singole molecole. Energia di attivazione (E_a) → Soddisfacimento da parte di alcune molecole, di esigenze sia steriche che energetiche:

• Devono urtarsi: più è elevata la concentrazione maggiore è la probabilità di urti.
• Devono urtarsi con energia sufficientemente elevata per far interagire gli orbitali di legame.
• Devono urtarsi orientando adeguatamente gli orbitali di legame.

Velocità di reazione → Misurata in termini di quantità di prodotto ottenuto in tempo definito è molto bassa; può essere aumentata in due modi: aumentando la temperatura.