Enzimi: come funzionano e cosa fanno
Gli enzimi aiutano ad accelerare le reazioni chimiche nel corpo umano. Si legano alle molecole e le alterano in modi specifici. Sono essenziali per la respirazione, la digestione del cibo, la funzione muscolare e nervosa, tra migliaia di altri ruoli.
In questo articolo spiegheremo cos'è un enzima, come funziona e forniremo alcuni esempi comuni di enzimi nel corpo umano.
Le basi
Gli enzimi sono costituiti da proteine piegate in forme complicate; sono presenti in tutto il corpo.
Le reazioni chimiche che ci tengono in vita - il nostro metabolismo - dipendono dal lavoro svolto dagli enzimi.
Gli enzimi accelerano (catalizzano) le reazioni chimiche; in alcuni casi, gli enzimi possono produrre una reazione chimica milioni di volte più velocemente di quanto sarebbe stata senza di essa.
Un substrato si lega al sito attivo di un enzima e viene convertito in prodotti. Una volta che i prodotti lasciano il sito attivo, l'enzima è pronto per attaccarsi a un nuovo substrato e ripetere il processo.
Cosa fanno gli enzimi?
L'apparato digerente: gli enzimi aiutano il corpo a scomporre molecole complesse più grandi in molecole più piccole, come il glucosio, in modo che il corpo possa usarle come carburante.
Replicazione del DNA: ogni cellula del tuo corpo contiene DNA. Ogni volta che una cellula si divide, quel DNA deve essere copiato. Gli enzimi aiutano in questo processo svolgendo le bobine di DNA e copiando le informazioni.
Enzimi epatici: il fegato scompone le tossine nel corpo. Per fare ciò, utilizza una serie di enzimi.
Come funzionano gli enzimi
Il modello "serratura e chiave" fu proposto per la prima volta nel 1894. In questo modello, il sito attivo di un enzima ha una forma specifica e solo il substrato si adatta ad esso, come un lucchetto e una chiave.
Questo modello è stato ora aggiornato ed è chiamato modello ad adattamento indotto.
In questo modello, il sito attivo cambia forma mentre interagisce con il substrato. Una volta che il substrato è completamente bloccato e nella posizione esatta, può iniziare la catalisi.
Le condizioni perfette
Gli enzimi possono funzionare solo in determinate condizioni.La maggior parte degli enzimi nel corpo umano funzionano meglio a circa 37 ° C - temperatura corporea. A temperature più basse, funzioneranno ancora ma molto più lentamente.
Allo stesso modo, gli enzimi possono funzionare solo in un determinato intervallo di pH (acido / alcalino). La loro preferenza dipende da dove si trovano nel corpo. Ad esempio, gli enzimi nell'intestino funzionano meglio a 7,5 pH, mentre gli enzimi nello stomaco funzionano meglio a pH 2 perché lo stomaco è molto più acido.
Se la temperatura è troppo alta o se l'ambiente è troppo acido o alcalino, l'enzima cambia forma; questo altera la forma del sito attivo in modo che i substrati non possano legarsi ad esso - l'enzima si è denaturato.
Cofattori
Alcuni enzimi non possono funzionare a meno che non abbiano una specifica molecola non proteica attaccata a loro. Questi sono chiamati cofattori. Ad esempio, l'anidrasi carbonica, un enzima che aiuta a mantenere il pH del corpo, non può funzionare a meno che non sia attaccata a uno ione di zinco.
Inibizione
Per garantire che i sistemi del corpo funzionino correttamente, a volte è necessario rallentare gli enzimi. Ad esempio, se un enzima produce una quantità eccessiva di un prodotto, deve esserci un modo per ridurre o interrompere la produzione.
L'attività degli enzimi può essere inibita in diversi modi:
Inibitori competitivi: una molecola blocca il sito attivo in modo che il substrato debba competere con l'inibitore per legarsi all'enzima.
Inibitori non competitivi: una molecola si lega a un enzima in un punto diverso dal sito attivo e riduce l'efficacia del suo funzionamento.
Inibitori non competitivi: l'inibitore si lega all'enzima e al substrato dopo che si sono legati l'uno all'altro. I prodotti lasciano il sito attivo meno facilmente e la reazione viene rallentata.
Inibitori irreversibili: un inibitore irreversibile si lega a un enzima e lo inattiva permanentemente.
Esempi di enzimi specifici
Ci sono migliaia di enzimi nel corpo umano, ecco solo alcuni esempi:
- Lipasi - un gruppo di enzimi che aiutano a digerire i grassi nell'intestino.
- Amilasi: aiuta a trasformare gli amidi in zuccheri. L'amilasi si trova nella saliva.
- Maltase: si trova anche nella saliva; rompe lo zucchero maltosio in glucosio. Il maltosio si trova in alimenti come patate, pasta e birra.
- Tripsina - che si trova nell'intestino tenue, scompone le proteine in amminoacidi.
- Lattasi - presente anche nell'intestino tenue, rompe il lattosio, lo zucchero nel latte, in glucosio e galattosio.
- Acetilcolinesterasi: scompone il neurotrasmettitore acetilcolina nei nervi e nei muscoli.
- Helicase: svela il DNA.
- DNA polimerasi: sintetizza il DNA dai desossiribonucleotidi.
In poche parole
Gli enzimi svolgono un ruolo enorme nella gestione quotidiana del corpo umano. Legandosi e alterando i composti, sono vitali per il corretto funzionamento del sistema digerente, del sistema nervoso, dei muscoli e molto altro ancora.
