Questo articolo getta luce sui sei fattori che influenzano l’attività enzimatica.

I sei fattori sono: (1) Concentrazione dell’enzima (2) Concentrazione del substrato (3) Effetto della temperatura (4) Effetto del pH (5) Effetto della concentrazione del prodotto e (6) Effetto degli attivatori.

Il contatto tra l’enzima e il substrato è il prerequisito più essenziale per l’attività enzimatica.

I fattori importanti che influenzano la velocità della reazione enzimatica sono discussi di seguito:

Fattore # 1. Concentrazione dell’enzima:

All’aumentare della concentrazione dell’enzima, la velocità della reazione aumenta proporzionalmente (Fig. 66.1). In realtà, questa proprietà dell’enzima viene utilizzata per determinare le attività degli enzimi sierici per la diagnosi delle malattie.

Fattore # 2. Concentrazione del substrato:

L’aumento della concentrazione del substrato aumenta gradualmente la velocità della reazione enzimatica entro il limitato intervallo di livelli del substrato. Un’iperbole rettangolare si ottiene quando la velocità viene tracciata contro la concentrazione del substrato (Fig. 66.2). Tre fasi distinte della reazione sono osservate nel grafico.

Cinetica enzimatica e valore Km:

L’enzima (E) e i substrati si combinano tra loro per formare un complesso enzima-substrato instabile per la formazione del prodotto (P).

Qui k1, k2 e k3 rappresentano le costanti di velocità per le rispettive reazioni, come indicato dalle frecce.

Km, la costante di Michaelis-Menten (o costante di Brig e Haldane), è data dalla formula

La seguente equazione si ottiene dopo un’adeguata manipolazione algebrica.

dove v = Velocità misurata,

Vmax = Velocità massima,

S = Concentrazione del substrato,

Km = Costante di Michaelis-Menten.

Km o la costante di Michaelis-Menten è definita come la concentrazione del substrato (espressa in moli/lit) per produrre la metà della velocità massima in una reazione catalizzata da enzimi. Indica che metà delle molecole enzimatiche (cioè il 50%) sono legate alle molecole del substrato quando la concentrazione del substrato è uguale al valore Km.

Il valore Km è una costante e una caratteristica di un dato enzima. È un rappresentante per misurare la forza del complesso ES. Un valore Km basso indica una forte affinità tra enzima e substrato, mentre un valore Km alto riflette una debole affinità tra di loro. Per la maggior parte degli enzimi, i valori Km sono compresi tra 10-5 e 10-2 moli.

Linea weaver-Burk doppio reciproco trama:

Per la determinazione del valore Km, la curva di saturazione del substrato (Fig. 66.2) non è molto preciso poiché Vmax viene avvicinato in modo asintotico. Prendendo i reciproci dell’equazione (1), si ottiene una rappresentazione grafica retta.

La trama di Line weaver-Burk è mostrata in Fig. 66.3. È molto più facile calcolare il Km dall’intercetta sull’asse x che è-(1/Km). Inoltre, la doppia trama reciproca è utile per comprendere l’effetto di varie inibizioni.

Fattore # 3. Effetto della temperatura:

La velocità di una reazione enzimatica aumenta con l’aumento della temperatura fino a un massimo e poi diminuisce. Di solito si osserva una curva a forma di campana (Fig. 66.4).

La temperatura ottimale per la maggior parte degli enzimi è compresa tra 40 ° C e 45 ° C. Tuttavia, alcuni enzimi (ad esempio fosfochinasi velenose, adenilato chinasi muscolare) sono attivi anche a 100°C. In generale, quando gli enzimi sono esposti a una temperatura superiore a 50°C, si osserva una denaturazione che porta a un disordine nella struttura nativa (terziaria) della proteina e del sito attivo. La maggior parte degli enzimi diventa inattiva a temperature più elevate (superiori a 70°C).

Fattore # 4. Effetto del pH:

L’aumento della concentrazione di ioni idrogeno (pH) influenza considerevolmente l’attività enzimatica e si ottiene normalmente una curva a forma di campana (Fig. 66.5). Ogni enzima ha un pH ottimale al quale la velocità è massima.

La maggior parte degli enzimi degli organismi superiori mostra un’attività ottimale intorno al pH neutro (6-8). Ci sono, tuttavia, molte eccezioni come pepsina (1-2), fosfatasi acida (4-5) e fosfatasi alcalina (10-11) per pH ottimale.

Fattore # 5. Effetto della concentrazione del prodotto:

L’accumulo di prodotti di reazione diminuisce generalmente la velocità dell’enzima. Per alcuni enzimi, i prodotti si combinano con il sito attivo dell’enzima e formano un complesso sciolto e, quindi, inibiscono l’attività enzimatica. Nel sistema vivente, questo tipo di inibizione è generalmente prevenuta da una rapida rimozione dei prodotti formati.

Fattore # 6. Effetto degli attivatori:

Alcuni degli enzimi richiedono determinati cationi metallici inorganici come Mg2+, Mn2+, Zn2+, Ca2+, Co2+, Cu2+, Na+, K + ecc. per la loro attività ottimale. Raramente, gli anioni sono necessari anche per l’attività enzimatica, ad esempio lo chloride cloruro (CI–) per l’amilasi.