13.12
Gli enzimi sono catalizzatori biologici che accelerano la velocità delle reazioni biochimiche. La maggior parte degli enzimi sono proteine, costituite da amminoacidi;mentre alcuni sono molecole di RNA, note come ribozimi. Gli enzimi agiscono abbassando l'energia di attivazione di una reazione, aumentando così la velocità di reazione.
Possono catalizzare sia la sintesi che la rottura dei legami chimici, ma non influenzano la direzione o l'equilibrio della reazione. Ogni enzima si lega ad uno specifico reagente, detto substrato, e catalizza una particolare reazione. Il substrato si lega ad una regione catalitica distinta dell'enzima, detta sito attivo, attraverso interazioni, come forze intermolecolari e legami covalenti transitori, risultando in un complesso enzima-substrato.
Questo legame è altamente specifico a causa della complementarità conformazionale richiesta fra l'enzima e il suo substrato. Pertanto, un particolare enzima può solo catalizzare reazioni specifiche in base alla sua conformazione. Un modo semplice per comprendere la formazione complessa è il modello chiave-e-serratura, il quale ipotizza che il substrato si adatti al sito attivo dell'enzima, come una chiave"che si inserisce nella corrispondente serratura.
Tuttavia, un altro modello, quello di adattamento indotto, tiene conto della natura dinamica del complesso. Questo modello afferma che, quando un substrato si lega, induce piccoli cambiamenti conformazionali, risultando in un adattamento più stretto, che favorisce la reazione. L'energia di attivazione per una reazione, può essere ridotta con vari metodi.
I meccanismi comuni includono l'induzione di cambiamenti conformazionali nel substrato, i quali consentono di rompere più facilmente un legame o di portare in stretta vicinanza i gruppi reattivi di due substrati, promuovendo così la formazione del legame. L'attività enzimatica può essere soppressa temporaneamente o permanentemente da molecole naturali o sintetiche dette inibitori. Per esempio, un inibitore competitivo compete con il substrato per legarsi al sito attivo dell'enzima, prevenendo così il legame del substrato.
D'altra parte, un inibitore non competitivo si lega ad un'altra posizione sull'enzima, e questo causa un cambiamento conformazionale nel sito attivo, riducendo l'attività catalitica dell'enzima.
All'interno degli organismi viventi, gli enzimi agiscono come catalizzatori per molte reazioni biochimiche coinvolte nel metabolismo cellulare. Il ruo…
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