1. Forma e chimica del sito attivo:
* Forma: Gli enzimi possiedono una struttura tridimensionale unica con una fessura o una scanalatura specifica chiamata sito attivo . La forma del sito attivo è complementare alla forma della molecola del substrato, come un blocco e una chiave. Solo i substrati con la forma corretta possono adattarsi al sito attivo.
* Chimica: Il sito attivo contiene residui di aminoacidi specifici con gruppi funzionali che interagiscono con il substrato attraverso interazioni non covalenti , come il legame idrogeno, le interazioni ioniche, le interazioni idrofobiche e le forze di van der Waals. Queste interazioni sono altamente specifiche e contribuiscono alla specificità dell'enzima.
2. Modello di adattamento indotto:
* Mentre il modello "Lock and Key" descrive l'interazione iniziale, il modello di adattamento indotto Sottolinea ulteriormente la natura dinamica delle interazioni enzimi-substrato.
* Quando un substrato si lega al sito attivo, induce un cambiamento conformazionale nell'enzima, perfezionando ulteriormente la forma del sito attivo per un'interazione ottimale. Questo "adattamento indotto" migliora la specificità e l'efficienza catalitica dell'enzima.
3. Stabilizzazione dello stato di transizione:
* Gli enzimi sono catalizzatori altamente efficienti perché stabilizzano lo stato di transizione , l'intermedio instabile formato durante la reazione.
* Il sito attivo è progettato per interagire con lo stato di transizione in modo più favorevole rispetto al substrato o al prodotto, abbassando l'energia di attivazione e accelerando la velocità di reazione. Questa stabilizzazione è specifica per il substrato coinvolto, contribuendo ulteriormente alla specificità degli enzimi.
4. Tasche di specificità del substrato:
* Alcuni enzimi hanno tasche aggiuntive all'interno dei loro siti attivi chiamati tasche specificità che migliorano ulteriormente la specificità. Queste tasche si legano a specifici gruppi funzionali o caratteristiche strutturali del substrato, garantendo che solo la molecola corretta può accedere al sito catalitico.
5. Famiglie e isoforme enzimatiche:
* Gli enzimi sono classificati in famiglie in base a somiglianze strutturali e meccanismi catalitici. All'interno delle famiglie, potrebbero esserci più isoforme , che sono varianti dello stesso enzima con sottili differenze nei loro siti attivi. Queste isoforme possono presentare diverse preferenze del substrato, contribuendo alla diversità complessiva dell'attività enzimatica.
In sintesi, la forma specifica e la chimica del sito attivo, il meccanismo di adattamento indotto, la stabilizzazione dello stato di transizione e la presenza di tasche di specificità contribuiscono alla notevole specificità degli enzimi per i loro substrati. Questa specificità è cruciale per mantenere l'ordine biologico e eseguire processi biochimici essenziali negli organismi viventi.
