1. Binding del substrato:
* Gli enzimi hanno una forma tridimensionale specifica chiamata sito attivo. Questo sito è complementare alla forma della molecola su cui agiscono, chiamato substrato.
* L'enzima si lega al substrato attraverso interazioni deboli (legami idrogeno, interazioni elettrostatiche, forze di van der Waals) che formano un complesso enzima-substrato. Questo legame porta le molecole del substrato nell'orientamento corretto per la reazione.
2. Abbassamento dell'energia di attivazione:
* Il sito attivo enzimatico crea un microambiente favorevole per la reazione da procedere. Può farlo in diversi modi:
* Stabilizzare lo stato di transizione: L'enzima interagisce con il substrato in un modo che facilita la formazione dello stato di transizione, un intermedio ad alta energia e instabile che deve essere formato per la reazione a procedere.
* Fornire percorsi di reazione alternativi: Gli enzimi possono talvolta fornire percorsi di reazione alternativi che richiedono meno energia per raggiungere lo stato di transizione.
* prossimità e orientamento: Legando i substrati, l'enzima li riunisce nell'orientamento corretto per la reazione. Ciò aumenta la probabilità di collisioni di successo tra le molecole.
3. Formazione e rilascio del prodotto:
* Una volta completata la reazione, l'enzima rilascia i prodotti e ritorna allo stato originale, pronto a legarsi a un'altra molecola di substrato.
Fattori chiave che influenzano la catalisi degli enzimi:
* Specificità: Ogni enzima catalizza in genere solo una o alcune reazioni, a causa della forma specifica del suo sito attivo.
* Temperatura e pH: Gli enzimi hanno una temperatura e gamme di pH ottimali in cui funzionano in modo più efficiente. Al di fuori di questi intervalli, la loro attività diminuisce.
* cofattori e coenzimi: Alcuni enzimi richiedono molecole non proteiche chiamate cofattori o coenzimi per funzionare. Queste molecole possono aiutare con substrati leganti, facilitare la reazione o trasportare elettroni.
Esempi di catalisi degli enzimi:
* lattasi: Abbava il lattosio (zucchero di latte) in glucosio e galattosio.
* DNA polimerasi: Replica il DNA, copiando il codice genetico.
* pepsina: Abbatti le proteine nello stomaco.
In conclusione, gli enzimi sono catalizzatori altamente efficienti che accelerano le reazioni biochimiche fornendo una via di energia inferiore per la reazione da procedere. Ciò si ottiene attraverso un legame specifico del substrato, la stabilizzazione dello stato di transizione e l'ottimizzazione delle condizioni di reazione all'interno del sito attivo.
