Enzimi

Ti stai chiedendo “Cosa sono gli enzimi?”. Gli enzimi sono speciali molecole proteiche (proteine) che agiscono come biocatalizzatori per controllare e accelerare le reazioni biochimiche nell’organismo e in tutti gli organismi viventi senza essere consumate o alterate. Consentono ai processi chimici vitali di svolgersi in modo rapido ed efficiente a temperatura corporea e in condizioni di lieve entità, riducendo la cosiddetta energia di attivazione necessaria per una reazione.

Senza gli enzimi, molte reazioni metaboliche avverrebbero troppo lentamente o non avverrebbero affatto, rendendo la vita impossibile. Gli enzimi sono quindi indispensabili per la digestione, la produzione di energia, la divisione cellulare, la riparazione del DNA, la disintossicazione e numerose altre funzioni.

Struttura degli enzimi

Gli enzimi sono costituiti da lunghe catene di amminoacidi ripiegati in complesse strutture tridimensionali. Questa struttura determina la loro funzione e specificità. Molti enzimi richiedono i cosiddetti cofattori per la loro attività, che possono essere ioni metallici (ad esempio ferro, zinco) o molecole organiche (ad esempio vitamine). Se questi cofattori sono saldamente legati all’enzima, vengono chiamati gruppi prostetici.

Come funzionano gli enzimi

Gli enzimi si legano a una o più molecole specifiche, i cosiddetti substrati, in un sito speciale, il centro attivo. Lì, il substrato viene convertito chimicamente – ad esempio, scisso, combinato o riarrangiato – e poi rilasciato come prodotto. L’enzima rimane invariato e può reagire nuovamente.

L’elevata specificità del substrato e dell’effetto significa che un enzima di solito catalizza solo una determinata reazione e interagisce solo con determinate molecole.

Classi di enzimi

Gli enzimi si dividono in sei classi principali in base al tipo di reazione che catalizzano:

1. Ossidoreduttasi: Catalizza reazioni redox in cui vengono trasferiti elettroni (es. deidrogenasi, catalasi).
2. Transferasi: Trasferiscono gruppi funzionali (ad esempio, chinasi, transaminasi).
3. Idrolasi: Rompono i legami chimici attraverso l’accumulo di acqua (ad esempio, amilasi, proteasi, lipasi).
4. Liasi: Scindono o formano legami senza acqua o ossidazione (ad esempio le aldolasi).
5. Isomerasi: Cambiano la struttura delle molecole senza modificarne la formula molecolare (es. racemasi).
6. Ligasi (sintetasi): Combinano le molecole utilizzando energia (ad esempio le carbossilasi).

Esempi di enzimi importanti per l’organismo

• Amilasi: scinde l’amido in zucchero, ad esempio nella saliva e nel pancreas.
• Lipasi: scompone i grassi.
• Proteasi: Scompongono le proteine in aminoacidi.
• Lattasi: scompone lo zucchero del latte (lattosio).
• Lisozima: uccide i batteri dividendo le loro pareti cellulari.
• Creatina chinasi: importante per la fornitura di energia nei muscoli.
• Glutammato-ossalacetato transaminasi (GOT) e glutammato-piruvato transaminasi (GPT): coinvolte nel metabolismo degli aminoacidi.

Significato per la salute e la malattia

I disturbi enzimatici possono avere gravi conseguenze. I difetti enzimatici congeniti portano a malattie metaboliche quali

• Fenilchetonuria: la mancanza di un enzima per la scomposizione dell’aminoacido fenilalanina porta a un ritardo mentale se non viene trattata.
• Galattosemia: la carenza enzimatica nel metabolismo degli zuccheri porta all’accumulo tossico di galattosio.
• Intolleranza al lattosio: mancanza di lattasi, il che significa che il lattosio non viene digerito e causa problemi digestivi.
• Porfiria: difetti enzimatici nella formazione del pigmento rosso del sangue, con una serie di sintomi.

L ‘intolleranza all’istamina è anche associata a una carenza enzimatica (diamina ossidasi), che ostacola la scomposizione dell’istamina nell’organismo.

Tuttavia, gli enzimi non si trovano solo nel corpo, ma anche negli alimenti. Gli enzimi importanti che l’organismo non è in grado di produrre da solo devono quindi essere forniti dagli alimenti. In particolare, la frutta e la verdura fresche e biologiche contengono enzimi che aiutano l’organismo a digerire completamente gli alimenti.

Enzimi naturali negli alimenti:
Molti alimenti vegetali freschi e crudi contengono naturalmente enzimi che possono favorire la digestione. Frutti come ananas (contiene bromelina), papaia (papaina), mango, kiwi, mele, banane, uva, germogli di fagioli e lattuga sono particolarmente ricchi di enzimi. Questi enzimi aiutano a scomporre le proteine, i carboidrati e i grassi, ad esempio, e possono quindi facilitare la digestione. Tuttavia, gli enzimi sono sensibili al calore e di solito vengono distrutti durante la cottura o il forno; per questo motivo gli alimenti crudi o lavorati in modo delicato sono le migliori fonti di enzimi.

Gli enzimi nell’industria alimentare:
Gli enzimi sono stati a lungo utilizzati nella produzione alimentare, ad esempio nella produzione di formaggi (fermento presamico con chimosina), nella produzione di birra, per sciogliere l’impasto nei prodotti da forno (amilasi, xilanasi), nella saccarificazione dell’amido (conversione dell’amido in zucchero) e per migliorare i succhi di frutta (pectinasi per l’estrazione di colore e sapore). Oggi questi enzimi sono per lo più ottenuti biotecnologicamente da microrganismi e svolgono funzioni tecnologiche per migliorare la qualità e la conservabilità degli alimenti.

Sommario

Gli enzimi o coenzimi sono proteine che funzionano come biocatalizzatori nell’organismo, ossia convertono sostanze in altre sostanze e scompongono grandi molecole. Come biocatalizzatori, controllano e accelerano le reazioni biochimiche nell’organismo. In queste reazioni, gli enzimi si combinano solo temporaneamente con la sostanza da convertire (substrato) in modo da poterla scomporre o modificare in altro modo, ad esempio. Tuttavia, gli enzimi stessi non cambiano.

Gli enzimi sono presenti in ogni cellula del corpo e sono essenziali per molte funzioni e, in ultima analisi, per mantenere un corpo sano. Sono coinvolti in tutto, dalla digestione e dai processi metabolici alla traduzione del materiale genetico in proteine come biocatalizzatori. Esistono innumerevoli enzimi diversi nell’organismo. Probabilmente il compito più elementare è svolto dagli enzimi digestivi, che hanno il compito di scomporre il cibo che mangiamo in piccoli blocchi di base in modo che possano essere assorbiti e utilizzati dall’organismo. Gli enzimi sono costituiti da catene proteiche. Gli enzimi semplici sono costituiti da una sola catena proteica, mentre altri sono formati da diverse catene proteiche collegate tra loro. Gli enzimi sono spesso multifunzionali e talvolta svolgono diversi compiti nell’organismo. I singoli enzimi possono anche combinarsi per formare un complesso. All’interno di tale complesso, i singoli enzimi interagiscono e si regolano a vicenda.