Gli enzimi sono catalizzatori biologici che accelerano le reazioni chimiche negli organismi viventi. Lo fanno abbassando l'energia di attivazione di una reazione, che è l'energia necessaria per avviare la reazione. Gli enzimi raggiungono questo obiettivo fornendo un ambiente specifico affinché la reazione abbia luogo, che include il legame con i reagenti e il loro orientamento in modo da rendere più probabile che si verifichi la reazione.

Gli esatti meccanismi mediante i quali gli enzimi catalizzano le reazioni sono stati oggetto di numerose ricerche. In uno studio recente, i ricercatori dell’Università della California, Berkeley, hanno utilizzato una combinazione di tecniche sperimentali e computazionali per rivelare come i movimenti degli enzimi contribuiscono alla loro attività catalitica.

I ricercatori hanno studiato un enzima chiamato citocromo c ossidasi, responsabile della fase finale della catena di trasporto degli elettroni, ovvero il processo mediante il quale le cellule generano energia. La citocromo c ossidasi è un grande complesso proteico che contiene diversi ioni metallici, tra cui rame e ferro. I ricercatori hanno scoperto che i movimenti di questi ioni metallici sono essenziali per l'attività catalitica dell'enzima.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata cristallografia a raggi X risolta nel tempo per catturare i movimenti degli ioni metallici nella citocromo c ossidasi mentre catalizzava una reazione. Hanno scoperto che gli ioni metallici vibrano secondo uno schema specifico che aiuta a riunire i reagenti e a orientarli in modo da rendere più probabile che si verifichi la reazione.

I ricercatori hanno anche utilizzato simulazioni al computer per modellare i movimenti degli ioni metallici nella citocromo c ossidasi. Hanno scoperto che le simulazioni riproducevano accuratamente i dati sperimentali e hanno fornito ulteriori approfondimenti sul ruolo dei movimenti degli ioni metallici nella catalisi enzimatica.

I risultati di questo studio forniscono nuove informazioni sui meccanismi mediante i quali gli enzimi catalizzano le reazioni. Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per progettare nuovi enzimi o per migliorare l'efficienza degli enzimi esistenti.

Fonte:

* [I ricercatori rivelano come i movimenti degli enzimi catalizzano le reazioni](https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2021/01/enzyme-motions-catalyze-reactions)