Ciascuno dei migliaia di miliardi di cellule del tuo corpo dipende da migliaia di reazioni chimiche. Le reazioni chimiche che avvengono all'interno del tuo corpo potrebbero aver luogo in una provetta, ma accaderebbero molto più lentamente - troppo lentamente per sostenere le attività di un organismo vivente. Gli enzimi sono proteine ​​all'interno di organismi viventi che aiutano le reazioni chimiche. La loro capacità di funzionare e la velocità con cui lavorano sono influenzate da diversi fattori. Alcuni di questi fattori sono altri prodotti chimici.

Come funzionano gli enzimi

Le reazioni chimiche implicano la rottura e la formazione di legami tra gli atomi. Rompere i legami delle sostanze chimiche iniziali - i reagenti - prende energia. Questa è chiamata energia di attivazione. Gli enzimi sono proteine ​​che afferrano i reagenti e li orientano in modo tale che l'energia di attivazione sia inferiore. I reagenti sono anche chiamati substrati. Gli enzimi legano i substrati in posizioni specifiche chiamate siti attivi. I siti attivi sono modellati in modo da consentire loro di attaccarsi a substrati specifici. Il complesso di substrato enzimatico legato rende più facile per i reagenti rompere i loro legami e formarne di nuovi nel prodotto. Quindi il prodotto viene rilasciato dall'enzima.

Cofactors

La forma del sito attivo è ciò che consente agli enzimi di funzionare. Se il sito attivo è distorto, il substrato non si legherà e la reazione non sarà aiutata. Alcuni enzimi richiedono che i cofattori assumano la forma corretta. I cofattori possono essere sotto forma di atomi inorganici o molecole organiche. Ad esempio, un atomo di zinco ionizzato - uno che ha perso un paio di elettroni - è necessario nell'enzima alcol deidrogenasi, usato per metabolizzare l'alcol. La molecola nicotinammide adenina dinucleotide è un comune cofattore molecolare organico, chiamato anche coenzima. Spesso partecipa a reazioni che richiedono il trasferimento di atomi di idrogeno o ioni. Coenzimi e cofattori inorganici possono essere necessari perché un enzima funzioni, e se non ce ne sono abbastanza, la velocità di reazione complessiva sarà lenta.

Substrati

Ogni enzima ha uno specifico funzione. Un enzima che divide una molecola di fruttosio in due parti non può essere usato per rilasciare ossigeno dai globuli rossi. Perché accada una reazione, devono essere presenti sia l'enzima che il substrato. La velocità di reazione può essere limitata da una carenza di enzima o substrato. In altre parole, se c'è un sacco di substrato in una cellula e non molto enzima, l'aggiunta di più enzima aumenterà la velocità di reazione. Viceversa, se c'è un sacco di enzima e non molto substrato, l'aggiunta di substrato aumenterà la velocità di reazione.

Velocità di reazione più rapida

La velocità effettiva di una reazione catalizzata da enzimi non cambia. Cioè, il tempo dal legame del substrato al rilascio del prodotto è lo stesso per ogni particolare tipo di enzima. Quando si parla di accelerare l'azione di un enzima, si intende aumentare il numero di enzimi che partecipano attivamente alle reazioni chimiche in modo che il numero totale di reazioni aumenti. Ad esempio, se non c'è abbastanza zinco da abbinare a tutti uno specifico tipo di enzima di elaborazione del DNA in una cellula, quindi l'aggiunta di più zinco aumenterà la velocità di reazione rendendo più attivi gli enzimi. Lo stesso con l'aggiunta di più substrato o più enzima: l'azione si velocizza consentendo a più enzimi di catalizzare le reazioni chimiche, non accelerando un particolare enzima.