Enzima

    Proteina che interviene in qualita di catalizzatore nelle reazioni chimiche del metabolismo cellulare.

    Classificazioni degli enzimi

    Gli enzimi hanno una funzione altamente specializzata la loro denominazione consiste generalmente nell aggiunta del suffisso -asi al nome del substrato cioe del composto chimico su cui l enzima esercita il suo effetto catalitico cosi per esempio prende il nome di ureasi l enzima che scinde l urea in ammoniaca e anidride carbonica ma alcuni enzimi hanno una denominazione non correlata con il nome del substrato ne sono esempio la pepsina la tripsina la catalasi ecc. Attualmente gli enzimi sono distinti in sei classi fondamentali in base al tipo della reazione chimica catalizzata ossidoriduttasi transferasi idrolasi liasi isomerasi lisasi o sintetasi. Ogni classe e a sua volta divisa in sottoclassi e queste in sotto-sottoclassi. Come le altre sostanze proteiche gli enzimi possono essere suddivisi in proteine semplici e proteine coniugate tale suddivisione e valida anche sotto il profilo funzionale in quanto parte degli enzimi e capace di svolgere la propria funzione catalitica come semplice proteina altri enzimi invece sono attivi solo quando si combinano con strutture non proteiche dette coenzimi che possono essere ioni metallici oppure strutture organiche piu complesse.

    Funzioni biologiche degli enzimi

    La funzione biologica degli enzimi e quella di ridurre l energia di attivazione necessaria per dar vita alle trasformazioni metaboliche e di permettere quindi lo svolgimento di attivita chimiche cellulari che sarebbero altrimenti troppo dispendiose in termini energetici per l economia dell organismo. Benche i processi del metabolismo siano catalizzati da una grande varieta di enzimi solo alcuni sono strettamente specifici per un determinato substrato nella maggior parte dei casi infatti l enzima agisce anche su molecole con struttura simile a quella del proprio substrato fisiologico. Esistono enzimi che possono agire su un numero relativamente grande di sostanze per esempio le lipasi. Per contro alcuni enzimi possono esistere in piu forme o isoenzimi che differiscono per proprieta fisiche e per la loro velocita di reazione con i substrati pur possedendo le stesse proprieta catalitiche fondamentali. Dalle indagni della moderna enzimologia sono venuti nuovi dati sulla dinamica del processo catalitico. L analisi delle proteine enzimatiche con i raggi X ha dimostrato la costante presenza di due elementi nella conformazione molecolare una sacca superficiale preposta a ricevere il substrato e speciali raggruppamenti chimici con funzione catalitica localizzati in posizioni circoscritte della molecola. In virtu di questa struttura l enzima ha la capacita di riconoscere i substrati specifici i quali a loro volta possono entrare preferenzialmente nel sito attivo per via della grandezza e della carica elettrica della loro molecola. L efficienza catalitica di un enzima detta anche numero di turnover e definita dal numero di volte che una reazione puo ripetersi nel tempo di un minuto a livello dello stesso sito attivo. Per l anidrasi carbonica l enzima piu efficiente che si conosca il numero di turnover e pari a 36 milioni.

    L impiego farmacologico e biochimico

    Data la loro importante funzione gli enzimi vengono prodotti sinteticamente o meno sia per usi farmacologici i piu utilizzati sono gli enzimi pancreatici impiegati in caso di deficit pancreatico congenito o in seguito ad ablazione del pancreas per malattie tumorali e biochimici sia per un diretto impiego nella tecnologia alimentare agraria e igienica per esempio trattamento e disinfestazione dei terreni depurazione delle acque ecc. . In particolare l uso di enzimi nella tecnica alimentare e assai antico si pensi al lievito del pane al caglio per i formaggi ai vari fermenti per ottenere le birre. La produzione di enzimi di origine microbica e pero relativamente recente questi vengono utilizzati oltre che nella fermentazione naturale di prodotti contenenti zuccheri e nell industria lattiero-casearia anche per chiarificare i succhi di frutta enzimi peptici per accelerare la frollatura delle carni proteasi vegetali per la rigenerazione dei sapori e degli odori dei prodotti che hanno subito una serie di trattamenti chimico-fisici ecc. Nel caso di enzimi prodotti da microrganismi talvolta e possibile aumentare la resa del processo fermentativo attraverso il miglioramento genetico dei ceppi microbici utilizzati favorendo cioe mutazioni ibridazioni o il trasferimento intermicrobico di frammenti di DNA responsabili della sintesi dell enzima desiderato. Si effettuano altresi ricerche sugli enzimi artificiali onde ottenere reazioni chimiche diverse da quelle che si verificano in natura.

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