Enzima
Di riccardo (del 17/03/2014 @ 15:42:56, in Lettera E, visto n. 829 volte)
Proteina che interviene come catalizzatore nell'ambito di reazioni chimiche del metabolismo cellulare. Classificazioni degli enzimi: gli enzimi hanno una funzione altamente specializzata; la loro denominazione consiste generalmente nell'unione del suffisso -asi al nome del substrato, ossia del composto chimico su cui l'enzima esercita il suo effetto catalitico (per esempio, assume il nome di ureasi l'enzima che scinde l'urea in ammoniaca e anidride carbonica), ma alcuni enzimi hanno una denominazione non correlata con il nome del substrato, come ad esempio la pepsina, la tripsina, la catalasi ecc. Ad oggi, gli enzimi vengono distinti in sei classi fondamentali, in base alla reazione chimica catalizzata: ossidoriduttasi, transferasi, idrolasi, liasi, isomerasi, lisasi o sintetasi. Ogni classe è a sua volta suddivisa in sottoclassi e queste in sotto-sottoclassi. allo stesso modo delle altre sostanze proteiche, gli enzimi possono essere suddivisi in proteine semplici e proteine coniugate; questa suddivisione è valida anche dal punto di vista funzionale, poiché parte degli enzimi è in grado di svolgere la propria funzione catalitica come semplice proteina; altri enzimi, invece, sono attivi solo quando sono combinati con strutture non proteiche, chiamate coenzimi, che possono essere ioni metallici oppure strutture organiche più complesse. Funzioni biologiche degli enzimi: la funzione biologica degli enzimi è quella di diminuire l'energia di attivazione che serve a dar vita alle trasformazioni metaboliche, e a permettere quindi lo svolgimento di attività chimiche cellulari che sarebbero altrimenti troppo dispendiose, in termini energetici, per l'economia dell'organismo. Nonostante i processi del metabolismo siano catalizzati da una grande varietà di enzimi, solo alcuni sono strettamente specifici per un determinato substrato; nella maggior parte dei casi, infatti, l'enzima interviene anche su molecole con struttura simile a quella del proprio substrato fisiologico. Esistono enzimi in grado di agire su un numero relativamente grande di sostanze, per esempio, le lipasi. Per contro alcuni enzimi possono presentarsi in più forme, o isoenzimi, che si differenziano per proprietà fisiche e per la loro velocità di reazione con i substrati, pur possedendo le stesse proprietà catalitiche fondamentali. Dalle indagini della moderna enzimologia sono emersi nuovi dati sulla dinamica del processo catalitico. L'analisi delle proteine enzimatiche con i raggi X ha dimostrato la costante presenza di due elementi nella conformazione molecolare: una "sacca" superficiale, preposta a ricevere il substrato, e speciali raggruppamenti chimici con funzione catalitica localizzati in posizioni circoscritte della molecola. A causa di questa struttura, l'enzima è in grado di riconoscere i substrati specifici, i quali, a loro volta, possono entrare preferenzialmente nel sito attivo per via della grandezza e della carica elettrica della loro molecola. L'efficienza catalitica di un enzima, detta anche "numero di turnover", è determinata dal numero di volte che una reazione può ripetersi nel tempo di un minuto, a livello dello stesso sito attivo. Per l'anidrasi carbonica (l'enzima più efficiente che si conosca) il numero di turnover è pari a 36 milioni. Impiego farmacologico e biochimico: considerata la loro importante funzione, gli enzimi vengono prodotti, sinteticamente o meno, sia per impieghi farmacologici (i più utilizzati sono gli enzimi pancreatici, impiegati in caso di deficit pancreatico congenito o in seguito ad ablazione del pancreas per malattie tumorali) e biochimici, sia per un diretto utilizzo nella tecnologia alimentare, agraria e igienica (per esempio, trattamento e disinfestazione dei terreni, depurazione delle acque ecc.). In particolar modo, l'uso di enzimi nella tecnica alimentare è assai antico: ne sono esempi il lievito del pane, il caglio per i formaggi, i vari fermenti per ottenere le birre. La produzione di enzimi di origine microbica è però relativamente recente; questi vengono utilizzati, oltre che nella fermentazione naturale di prodotti che contengono zuccheri e nell'industria lattiero-casearia, anche per chiarificare i succhi di frutta (enzimi peptici), per velocizzare la frollatura delle carni (proteasi vegetali), per la rigenerazione dei sapori e degli odori dei prodotti che hanno subito una serie di trattamenti chimico-fisici ecc. Nel caso di enzimi prodotti da microrganismi a volte è possibile aumentare la resa del processo fermentativo tramite il "miglioramento" genetico dei ceppi microbici utilizzati, favorendo cioè mutazioni, ibridazioni o il trasferimento intermicrobico di frammenti di DNA responsabili della sintesi dell'enzima desiderato. Si eseguono altresÝ ricerche sugli enzimi artificiali, da cui ottenere reazioni chimiche diverse da quelle che si verificano in natura.