Parte 1 70 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente CARATTERISTICHE DI UN ENZIMA La sostanza su cui agisce un enzima prende il nome di substrato e i composti che si formano sono i prodotti di reazione. In natura esiste un numero enorme di enzimi. Secondo i criteri stabiliti dalla IUBNCE (International Union of Biochemistry on Nomenclature and Classification of Enzymes) il loro nome è così composto: nome del substrato attaccato, più nome della reazione catalizzata, più il suffisso finale -asi. Per esempio: latticodeidrogenasi, ribulosio 1,5 difosfato carbossilasi. Restano ancora in uso le vecchie terminologie, che indicano solo il substrato (proteasi, lipasi, amilasi) o la reazione che catalizzano (idrolasi, transaminasi). Gli enzimi vengono prodotti all interno delle cellule e poi eventualmente secreti. Sono proteine semplici o più spesso coniugate. In questo caso l enzima risulta formato da una parte proteica, apoenzima, e da una non proteica (prostetica) detta coenzima o cofattore. L apoenzima, essendo una proteina, è termolabile, e questo spiega l inattivazione con il calore degli enzimi. La parte prostetica può essere una molecola organica più o meno complessa (vitamina, amminoacido), o semplicemente uno ione metallico. SPECIFICIT DI UN ENZIMA una caratteristica molto importante che differenzia gli enzimi dai catalizzatori inorganici: un enzima catalizza un numero molto limitato di reazioni, il più delle volte una sola reazione. La causa è da attribuire al fatto che l enzima per reagire con il substrato deve legarsi ad esso con un numero variabile di legami (maggiore è il numero dei legami da comporre, maggiore è la specificità) in una sede ben precisa e limitata: sito attivo. Il complesso enzima-substrato, responsabile dell abbassamento dell energia di attivazione, si forma con un meccanismo di chiave-serratura (descritto da Fisher nel 1884) o di adattamento indotto (descritto da Koshland nel 1973) [ 36 ]. Fermentazioni propriamente dette In senso stretto la fermentazione è il catabolismo anaerobico di sostanze organiche, di natura glucidica, ad opera di enzimi microbici; le fermentazioni possono essere suddivise in: ENZIMI ORGANICI O CATALIZZATORI INORGANICI ANALOGIE E DIFFERENZE Analogie omofermentative se il prodotto finale è unico (alcol etilico nella fermentazione alcolica); eterofermentative se il prodotto è più di uno (acido lattico, alcol etilico nella fermentazione eterolattica). entrambi agiscono in piccole quantità entrambi non si modificano durante la reazione entrambi aumentano la velocità di reazione, abbassando l energia di attivazione Differenze l enzima organico è specifico per un substrato, il catalizzatore inorganico non lo è l enzima organico è sensibile alla temperatura, il catalizzatore inorganico non lo è Oppure, a seconda del substrato che trasformano, si distinguono in: zucchero fermentazione alcolica, fermentazione lattica, fermentazione aceton-butilica, fermentazione mannitica; acido lattico fermentazione propionica, fermentazione butirrica; acido malico fermentazione malolattica, fermentazione maloalcolica; acido tartarico fermentazione tartarica. MODELLO CHIAVE-SERRATURA Nel modello chiave-serratura il sito attivo è una perfetta e rigida struttura su cui si inserisce il substrato Enzima Complesso e/s Substrato Enzima Prodotti Se il substrato è lo stesso, ad esempio lo zucchero, la diversità del prodotto finale sta nella molecola organica che, accogliendo H ed elettrone, si riduce consentendo l ossidazione dell NADH a NAD+, indispensabile a far procedere la glicolisi [ 37 38 ]. MODELLO DELL ADATTAMENTO INDOTTO c Nel modello dell adattamento indotto, il sito attivo si orienta modificandosi all avvicinarsi del substrato c a Substrato a b b Enzima 0090.Parte1_Cap_02.indd 70 Substrato Enzima 36 Formazione del complesso enzima e substrato. 26/02/21 16:58