Quali sono i due modi per inibire l'attività enzimatica?

Gli enzimi sono proteine ​​che svolgono le loro funzioni solo quando le loro forme tridimensionali sono intatte. Pertanto, la comprensione della struttura degli enzimi aiuterà a chiarire i modi in cui l'attività enzimatica può essere inibita. I drastici cambiamenti di temperatura, come lo scioglimento o il congelamento, possono modificare la forma e l'attività degli enzimi. Anche le variazioni del pH, o livello di acidità, dell'ambiente circostante l'enzima possono modificare l'attività dell'enzima.

Gli enzimi sono proteine, nel senso che hanno una specifica struttura tridimensionale che definisce la loro attività catalitica. La struttura primaria di una proteina è la sua sequenza di amminoacidi. La struttura secondaria delle proteine ​​è il legame idrogeno che si verifica lungo la spina dorsale della sequenza amminoacidica. La struttura terziaria di una proteina, da cui deriva l'attività di un enzima, è tenuta in posizione dalle interazioni intramolecolari (all'interno di una molecola) delle catene laterali degli amminoacidi. Le interazioni che mantengono la struttura terziaria di un enzima sono influenzate dalla temperatura e dal pH.

Gli enzimi sono fatti di catene di amminoacidi, che sono fatte di atomi. Atomi e molecole vibrano naturalmente, ma troppa vibrazione fa sì che gli enzimi si dispieghino. Un tipo di cambiamento di temperatura che inibisce l'attività enzimatica è il riscaldamento. L'aumento della temperatura fa vibrare le molecole più velocemente. Ma quando la temperatura aumenta troppo, l'enzima si dispiega. Questo dispiegamento, chiamato denaturazione, fa perdere all'enzima la sua forma tridimensionale e quindi l'attività. La maggior parte degli enzimi animali non funziona al di sopra dei 40 gradi Celsius.

Il secondo tipo di cambiamento di temperatura che influenza l'attività enzimatica è il raffreddamento o il congelamento. Proprio come l'aumento della temperatura fa vibrare più velocemente le molecole, l'abbassamento della temperatura rallenta le vibrazioni. Quando gli atomi negli enzimi rallentano troppo, o se si congelano, l'enzima non può svolgere la sua funzione. Gli enzimi non sono macchine rigide, anche se hanno una struttura fisica. Gli atomi negli enzimi, come altre proteine, normalmente vibrano. Hanno bisogno di questa flessibilità per svolgere la loro funzione e il congelamento impedisce loro di muoversi.

A parte i cambiamenti di temperatura, un'alterazione dell'acidità, o pH, dell'ambiente dell'enzima inibirà l'attività dell'enzima. Uno dei tipi di interazioni che tengono insieme la struttura terziaria di un enzima sono le interazioni ioniche tra le catene laterali degli amminoacidi. Un gruppo amminico con carica positiva viene neutralizzato quando interagisce con un gruppo acido con carica negativa. Un cambiamento nel pH, che è un cambiamento nella quantità di protoni, può cambiare le cariche di questi due gruppi, rendendoli non attratti l'uno dall'altro. Va notato che ogni enzima funziona all'interno di un intervallo di pH specifico, alcuni gradiscono ambienti molto acidi, altri ambienti molto alcalini o basici.