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apoenzima

Coenzimi: i cofattori coinvolti nelle reazioni metaboliche (1° parte)

di Sergio Barocci

Gli enzimi, i catalizzatori biologici della materia vivente, sono delle molecole proteiche grazie alle quali le reazioni chimiche avvengono ad una velocità tale da consentire la vita, cioè, essi rappresentano dei semafori che regolano il traffico di metaboliti lungo le vie metaboliche, la cui attività può rispondere alle diverse esigenze metaboliche.  Molte volte l’azione degli enzimi deve essere coadiuvata o integrata da quelle di altre molecole complesse o cofattori.
In enzimologia con il termine di cofattore si intende una piccola molecola di natura non proteica o anche uno ione metallico che ha il compito di associarsi all’enzima e di renderne possibile l’attività catalitica.  I cofattori, non essendo proteici, spesso devono essere assunti con la dieta, perché non possono essere prodotti dalla cellula.  Per questo motivo, storicamente, spesso ci siamo riferiti ai cofattori come a vitamine, cioè elementi necessari per il metabolismo da assumere attraverso l’alimentazione.  Esistono, in ogni caso, numerosi cofattori non-vitaminici, come ad esempio i gruppi eme (contenuti in proteine come l’emoglobina) e diversi ioni metallici.
Sulla base della loro natura chimica, i cofattori vengono quindi suddivisi in metalli e coenzimi (intesi come piccole molecole organiche).   Un enzima privo del cofattore che ne rende possibile l’attività enzimatica è detto apoenzima.   Continua...

I catalizzatori della materia vivente: gli enzimi

di Sergio Barocci

Un organismo vivente è un sistema chimico complesso nel quale la materia organica viene sintetizzata, riprodotta, trasformata e decomposta in un incessante ed intenso susseguirsi di reazioni e processi chimici attraverso i quali si svolgono tutte le funzioni biologiche.
Noi sappiamo che la materia vivente è costituita in gran parte da polimeri naturali riconducibili a tre tipi fondamentali : proteine, acidi nucleici, carboidrati.  A questi si aggiungono i lipidi, l’acqua , i sali minerali, altre sostanze particolari come le vitamine ed infine i catalizzatori biologici o enzimi, una categoria di proteine globulari protagonisti di reazioni chimiche che si svolgono normalmente all’interno delle cellule. Queste reazioni chimiche sono caratterizzate da un elevato valore dell’energia libera di attivazione (l’energia minima necessaria ad un sistema per innescare una reazione chimica ) e quindi, perché possano avvenire regolarmente, necessitano di adatti catalizzatori biologici ( vedere articolo “i tempi della chimica: la velocità dei processi di trasformazione della materia confrontati alla scala dell’uomo”).

Abbassando il valore dell’energia libera di attivazione , si ottiene chiaramente una accelerazione della reazione chimica senza alterare l’equilibrio della reazione stessa e inducendo nuove vie in cui lo stato di transizione (la specie molecolare più ricca di energia) possiede livelli di energia libera più bassi e più facilmente raggiungibili rispetto alla reazione non catalizzata.   Continua...

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