Di Jack Ori Aggiornato il 30 agosto 2022
Il metabolismo comprende tutte le reazioni chimiche che si verificano all'interno o tra le cellule. Queste reazioni rientrano in due grandi categorie:anabolismo, la sintesi di molecole più grandi da precursori più piccoli, e catabolismo, la scomposizione di molecole complesse in molecole più semplici.
Le vie metaboliche sono la serie coordinata di passaggi catalizzati da enzimi che sostengono la vita. Ad esempio, la glicolisi, una via catabolica, scinde il glucosio in piruvato, mentre la catena di trasporto degli elettroni culmina nella formazione anabolica di acqua da idrogeno e ossigeno.
La maggior parte delle reazioni intracellulari non può avvenire spontaneamente; richiedono un catalizzatore. Gli enzimi, molecole proteiche grandi e versatili, svolgono questo ruolo riducendo l'energia di attivazione necessaria per le reazioni, il tutto rimanendo essi stessi invariati. A differenza del calore, che non può essere mirato con precisione, gli enzimi raggiungono specificità ed efficienza.
Gli enzimi riconoscono e si legano solo ai loro substrati specifici. Ogni substrato presenta una forma tridimensionale unica, spesso descritta come un solco formato da una catena polipeptidica ripiegata. L'enzima complementare si inserisce in questa scanalatura come una chiave in una serratura, un concetto articolato per la prima volta da Emil Fischer nel 1894. Sebbene il modello catturi l'essenza della specificità, studi moderni rivelano che molti enzimi subiscono cambiamenti conformazionali durante la catalisi, consentendo loro di rilasciare i prodotti di reazione in modo non uniforme.
Sucrase esemplifica il meccanismo serratura e chiave. Il suo sito attivo è modellato per accogliere il saccarosio, consentendo all'enzima di scindere il disaccaride in glucosio e fruttosio in presenza di acqua. Una volta completata la reazione, la saccarasi viene liberata per agire su ulteriori molecole di saccarosio.
La lipasi pancreatica catalizza l'idrolisi dei trigliceridi in due monogliceridi e un acido grasso. A differenza del saccarosio, che si divide in due metà identiche, i trigliceridi producono prodotti di dimensioni diverse, dimostrando che non tutte le reazioni enzimatiche seguono uno schema perfettamente simmetrico.
