Gli enzimi sono una parte comune e integrante di tutti i sistemi del corpo. Sono codificati e costruiti da cellule, con ogni cellula che produce diversi enzimi specifici per la funzione della cellula, così come enzimi comuni a tutti o alla maggior parte delle cellule. Gli enzimi aiutano le reazioni chimiche a progredire nel corpo; una serie di reazioni chimiche è chiamata via biochimica.
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Sintesi enzimatica
Gli enzimi sono un tipo speciale di proteine. Le proteine sono composte da aminoacidi. Il DNA nel nucleo di una cellula contiene una sequenza di sostanze chimiche, chiamate basi, che corrispondono alle lettere A, T, C e G. Una lunga sequenza di codici di basi per una proteina. Questa sequenza è chiamata un gene. Ogni tre basi è chiamata codone; codifica per un amminoacido. Ad esempio, il codice AGA codifica per l'amminoacido arginina; se questo fosse seguito da GTT, la valina sarebbe il prossimo amminoacido nella proteina. Ogni gene attivo nel DNA viene essenzialmente copiato in una sostanza chimica simile chiamata RNA, che viene estratta dal nucleo della cellula. Quindi l'RNA viene utilizzato per assemblare le proteine su strutture chiamate ribosomi.
Struttura enzimatica
Gli aminoacidi sono concatenati uno alla volta. Quando si uniscono, gli amminoacidi cominciano a piegarsi in strutture più complesse. Una sequenza molto lunga di aminoacidi alla fine formerà una macchina tridimensionale che chiamiamo un enzima. Gli enzimi hanno aree di carica magnetica ed elettrica e hanno parti mobili come una macchina.
Reazioni chimiche e funzione enzimatica
I prodotti chimici si legano a un enzima in un modo analogo a un lucchetto e una chiave. Ad esempio, una sostanza chimica con tre lati come un triangolo può avere un lato positivo e due lati negativi. Un enzima che lega quella sostanza chimica avrà un lato negativo e due lati positivi per legare magneticamente la sostanza chimica. Questa area di legame chimico è chiamata il sito attivo. Una volta legato, l'enzima può cambiare forma per cambiare la sostanza chimica. Può rompere un legame tra atomi nella molecola, o formare nuovi legami, o unire due sostanze chimiche insieme. Queste reazioni chimiche possono verificarsi normalmente senza enzimi, ma possono verificarsi molto lentamente. Gli enzimi accelerano le reazioni chimiche e le sostanze chimiche dirette attraverso una sequenza di cambiamenti.
Percorsi enzimatici
Esistono molti percorsi enzimatici nel corpo e molti di questi devono ancora essere scoperti e completamente chiariti. Il processo descritto sopra, con la lettura del DNA, la costruzione dell'RNA dalle sue basi e la sintesi di proteine come gli enzimi dell'RNA, comporta una serie di reazioni chimiche. Queste reazioni sono accelerate o catalizzate dagli enzimi. Come altro esempio, i carboidrati presenti nel cibo subiscono una sequenza di reazioni chimiche per produrre il combustibile per la cellula; queste reazioni chimiche avvengono attraverso numerosi enzimi.Gli enzimi possono abbattere il grasso, o accumulare grasso, o sintetizzare ormoni come il testosterone; tutti questi processi implicano reazioni chimiche.
Regolazione enzimatica
Gli enzimi hanno anche siti di legame separati dal loro principale sito di legame, chiamati siti allosterici, che possono legarsi ad altre sostanze chimiche per accelerare o rallentare la velocità con cui lavorano. Inoltre, altre sostanze chimiche possono legarsi al sito attivo e inibirlo competendo per il sito. Molti farmaci funzionano in questo modo. I FANS come l'ibuprofene si legano all'enzima COX e lo inibiscono dalla produzione di sostanze chimiche infiammatorie.
