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BIOENERGETICA E ENZIMI Capitolo 6: Energia, enzimi e metabolismo rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. Antoine Lavoisier 1743 – 1794.

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1 BIOENERGETICA E ENZIMI Capitolo 6: Energia, enzimi e metabolismo rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. Antoine Lavoisier 1743 – 1794

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3 H = G + TS H = entalpia: energia totale. G = energia libera di Gibbs: energia utilizzabile per compiere un lavoro S = entropia: disordine del sistema Ad una trasformazione chimica è associata una variazione di energia libera (  G) misurabile :  G =  H - T  S In Biochimica,  G ’0 indica la variazione in condizioni standard: °K (25 °C) - 1 atm. - pH=7 - [ ] =1 M

4  G < 0  G > 0

5 Relazione tra  G e equilibrio di una reazione A B K’ eq = [prodotti] / [substrati] K’ eq = [B] / [A]  G ’0 = - R T lnK’ eq R = Costante dei gas = 8, 315 J/(mol * K) T = 298 K

6 Glucosio 1P Glucosio 6P K’ eq = [Glucosio 6P] / [Glucosio 1P] = 19 mM / 1 mM = 19  G ’0 = - R T lnK’ eq = - (8,315 J/(mole K)) (298 K) ln 19 = - 7,3 kJ/mole

7 Trasformazioni di forme diverse di energia

8 Adenosintrifosfato (ATP) Moneta energetica della cellula

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11 Energia di attivazione

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13 ENZIMI - Catalizzatori biologici - (quasi) tutti gli enzimi sono proteine - Sono altamente specifici - Permettono lo svolgersi di reazioni in condizioni fisiologiche - Agiscono abbassando l’energia di attivazione

14 Abbassamento dell’energia di attivazione nella catalisi enzimatica

15 Meccanismi per l’abbassamento dell’enegia di attivazione Orientamento dei substrati Destabilizzazione del substrato Modificazioni chimiche

16 Specificità e complesso enzima-substrato S + E → ES → P + E

17 Effetto della concentrazione del substrato S + E → ES → P + E

18 Cinetica di Michaelis-Menten K M = Concentrazione di substrato alla quale si ha metà della Vmax

19 Nomenclatura degli enzimi Nomi degli enzimi sono basati su: - reagenti / prodotti - tipo di reazione - si aggiunge il suffisso “-asi” Esempi: Peptidasi idrolizza i legami peptidici Piruvato decarbossilasi rimuove un gruppo carbossilico dal piruvato

20 Classificazione ufficiale degli enzimi 1)Ossidoreduttasi– reazioni redox 2)Transferasi– trasferimento di gruppi 3)Idrolasi– reazioni di idrolisi 4)Liasi– traserimento di gruppi su doppi legami 5)Isomerasi– reazioni di isomerizzazione 6)Ligasi– formazione di legami con uso di ATP Ad ogni enzima viene assegnato un numero a 4 cifre dalla Enzyme Commission

21 Gli enzimi possono utilizzare - cofattori (metalli) - coenzimi (molecole complesse)

22 Effetto della temperatura sull’attività dell’enzima

23 Effetto del pH sull’attività dell’enzima

24 Proteasi del virus dell’HIV con molecola di inibitore

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