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Enzimi: come funzionano e cosa fanno

Gli enzimi aiutano ad accelerare le reazioni chimiche nel corpo umano. Legano alle molecole e le modificano 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 forniamo alcuni esempi comuni di enzimi nel corpo umano.

Le basi

Enzima alfa amilasi

Gli enzimi sono fatti di proteine ​​piegate in forme complicate; sono presenti in tutto il corpo.

Le reazioni chimiche che ci tengono in vita – il nostro metabolismo – si basano sul lavoro che gli enzimi svolgono.

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 stato senza.

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 collegarsi a un nuovo substrato e ripetere il processo.

Cosa fanno gli enzimi?

Il sistema digestivo: gli enzimi aiutano il corpo ad abbattere molecole complesse più grandi in molecole più piccole, come il glucosio, in modo che il corpo possa utilizzarle come combustibile.

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 srotolando le bobine del DNA e copiando le informazioni.

Enzimi del fegato: il fegato scompone le tossine nel corpo. Per fare ciò, utilizza una serie di enzimi.

Come funzionano gli enzimi

Serratura enzima e modello chiave

Il modello “serratura e chiave” fu proposto per la prima volta nel 1894. In questo modello, il sito attivo di un enzima è una forma specifica e solo il substrato si adatta a esso, come un lucchetto e una chiave.

Questo modello è stato aggiornato e si chiama modello 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 funziona 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. Per 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 è diventato 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 collegato a uno ione di zinco.

Inibizione

Per garantire che i sistemi del corpo funzionino correttamente, a volte gli enzimi devono essere rallentati. Ad esempio, se un enzima produce troppo 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 da legare all’enzima.

Inibitori non competitivi: una molecola si lega a un enzima in un punto diverso dal sito attivo e riduce la sua efficacia.

Inibitori non competitivi: l’inibitore si lega all’enzima e al substrato dopo che si sono legati l’un l’altro. I prodotti lasciano meno facilmente il sito attivo 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, qui ci sono 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 – trovato anche nella saliva; rompe il glucosio zucchero in malto. Il maltosio si trova in alimenti come patate, pasta e birra.
  • La tripsina – trovata nell’intestino tenue, rompe le proteine ​​in amminoacidi.
  • Lattasi – trovata 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: disfa 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 modificando i composti, sono vitali per il corretto funzionamento del sistema digestivo, del sistema nervoso, dei muscoli e molto, molto altro ancora.

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