Meccanismo di azione degli enzimi
Gli enzimi (enzimi) sono composti organici altamente molecolari di natura proteica che svolgono nel corpo il ruolo dei catalizzatori biologici.
Meccanismo di azione degli enzimi
La delucidazione dei meccanismi sottostantil'azione catalitica degli enzimi, è uno dei problemi fondamentali e problemi attuali non solo in enzimologia, ma la biochimica e della biologia molecolare.
Molto prima della retegli enzimi e la loro natura sono stati chiariti, c'era la convinzione che la combinazione dell'enzima con il substrato è cruciale per il processo enzimatico. I tentativi di rilevare un composto complesso dell'enzima con il substrato per lungo tempo non hanno portato al successo, dal momento che un tale complesso è labili, si decompone molto rapidamente. Utilizzando il metodo della spettroscopia è stato possibile identificare complessi enzima-substrato per catalasi, perossidasi, alcol deidrogenasi, enzimi dipendenti dalla flavina.
Il metodo di diffrazione dei raggi X consentitoottenere molte informazioni importanti sulla struttura e sui meccanismi catalitici dell'azione enzimatica. Questo metodo è stato utilizzato per stabilire la connessione di analoghi del substrato con enzimi lisozima e chimotripsina.
Alcune prove dirette dell'esistenzaI complessi del substrato enzimatico sono stati ottenuti per i casi in cui in uno stadio del ciclo catalitico l'enzima è legato al substrato da un legame covalente. Ad esempio, può servire l'idrolisi del n-nitrofenilacetato catalizzato dalla chimotripsina. Quando l'enzima viene miscelato con questo etere, la chimotripsina è acetilata nel gruppo ossidrile del residuo di serina reattiva. Questo stadio procede rapidamente, tuttavia, l'idrolisi dell'acetilchimotropina con formazione di acetato e chimotripsina libera è molto più lenta. Pertanto, in presenza di n-nitrofenilacetato, si accumula acetilchimotripsina, che è facile da rilevare.
La presenza di un substrato nell'enzima può essere"Catch" trasferendo il complesso EC instabile in una forma inattiva, ad esempio trattando il complesso enzima-substrato con sodio boroidruro, che ha una forte azione riducente. Un complesso simile sotto forma di un derivato covalente stabile è stato trovato nell'enzima aldolasi. Si è scoperto che il gruppo e-ammino della lisina interagisce con la molecola del substrato.
Il substrato interagisce con l'enzima in una determinata parte, chiamata centro attivo o zona attiva dell'enzima.
Sotto il centro attivo, o zona attiva,comprendere quella parte della molecola della proteina enzima che si collega al substrato (e ai cofattori) e determina le proprietà enzimatiche della molecola. Il centro attivo determina la specificità e l'attività catalitica dell'enzima e dovrebbe essere una struttura di un certo grado di complessità, adattata per un approccio ravvicinato e l'interazione con la molecola del substrato o le sue parti direttamente coinvolte nella reazione.
Tra i gruppi funzionali, ci sonocomposizione "cataliticamente attiva" porzione dell'enzima e la porzione formante fornendo una specifica affinità (il legame del substrato dell'enzima) - la cosiddetta pin, o "ancoraggio" (o adsorbimento del sito attivo dell'enzima).
Il meccanismo d'azione degli enzimi spiega la teoria di Michaelis-Menten. Secondo questa teoria, il processo avviene in quattro fasi.
Meccanismo di azione degli enzimi: fase I
Tra il substrato (C) e l'enzima (E) si pone una connessione - formata complesso enzima-substrato UE, in cui i componenti sono interconnessi da covalente, ionico, acqua e altri legami.
Meccanismo di azione degli enzimi: fase I
Il substrato sotto l'azione dell'enzima allegato viene attivato e diventa disponibile per le corrispondenti reazioni di catalisi dell'UE.
Meccanismo di azione degli enzimi: stadio IІI
La catalisi dell'UE è in corso. Questa teoria è confermata da studi sperimentali.
Infine, la fase IV è caratterizzata dal rilascio della molecola enzima E e dei prodotti della reazione P. La sequenza di trasformazioni può essere espressa come: E + C - EC - EC * - E + P.
Specificità di azione degli enzimi
Ogni enzima agisce su un substrato specificoo un gruppo di sostanze che sono simili nella struttura. La specificità dell'azione degli enzimi è spiegata dalla somiglianza tra la configurazione del centro attivo e il substrato. Nel processo di interazione, si forma un complesso enzima-substrato.
