enzimi

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

di Sergio Barocci

struttura tridimensionale dell'emoglobina: in rosso il gruppo prostetico eme

struttura tridimensionale dell’emoglobina: in rosso il gruppo prostetico eme

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).   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”).

Energia libera di attivazione

(Fig. 1) Energia libera di attivazione o energia minima necessaria che le molecole devono possedere durante l’urto, affinchè la reazione chimica avvenga. Gli enzimi svolgono la loro funzione come catalizzatori biologici della materia vivente diminuendo l’energia libera di attivazione affinchè una determinata reazione chimica possa avvenire spontaneamente.

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enzimi e vitamine nel mantenimento dell’equilibrio redox della cellula

di Nicole Ticchi

 

Chi di noi non si è mai chiesto, almeno da piccino, per quale strano motivo una mela affettata dopo qualche minuto comincia a imbrunire?  Oppure, per quale motivo il pesce assume quel tipico odore rancido dopo qualche giorno di conservazione?  Di esempi nella quotidianità se ne possono fare tanti, ma il fenomeno è molto semplice: si chiama ossidazione.  In natura tutte le sostanze nelle più svariate forme chimiche sono soggette ad un delicato equilibrio tra forma ossidata e forma ridotta, un equilibrio di straordinaria importanza per tutti gli organismi viventi che garantisce il normale svolgimento delle funzioni vitali.

Gli esseri umani sono organismi aerobi, ovvero sopravvivono in ambienti in cui vi è ossigeno.  La vita cellulare è possibile grazie al processo di respirazione cellulare, meccanismo attraverso cui, in presenza di ossigeno, si ricava dai legami chimici dei substrati a disposizione dell’organismo, l’energia necessaria ad espletare le funzioni vitali.  L’ossigeno quindi gioca un ruolo pressoché fondamentale all’interno di questo complesso meccanismo, che consta di diverse reazioni in cui i prodotti di un passaggio sono utilizzati come reagenti per lo step successivo.  Si tratta di reazioni di ossidazione progressiva dei substrati di natura organica, tra cui il glucosio rappresenta il principale “combustibile”: l’ossidazione di materiale organico è una reazione esotermica, ovvero rilascia una grande quantità di energia in tempi molto ristretti.   Continua...

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