Biotehnologii

1. Scurt istoric

Reactiile enzimatice au fost folosite din timpurile cele mai vechi pentru fabricarea vinului, a otetului si a brânzei.

Enzimele sunt probabil mai importante decât orice alt element activ ca ajutor al digestiei si sanatatii. Pâna acum s-a aratat ca sute de enzime au un rol vital în construirea sanatatii, datorita contributiei lor la procesul de digestie. Omul nu poate reusi sa creeze enzime vii asa cum natura poate crea.

Exista miliarde de enzime în corpul nostru si sunt sute de tipuri diferite de enzime gasite în sânge, care vor descompune cinci milioane de molecule de peroxid în apa si oxigen. Enzimele intestinale pot descompune molecule de zahar si grasimi care sunt de un million de ori mai mari decât greutatea lor.

Corpul nostru produce enzime atunci când sanatatea noastra e echilibrata. Ele sunt responsabile cu lupta împotriva infectiilor, cu digestia, cu refacerea corpului. Consumarea alimentelor sanatoase este cea mai eficienta cale de a suplimenta rezerva de enzime existenta în corp, pentru a îmbunatati sistemul digestiv.

Cele mai importante enzime care au fost izolate în hrana sanatoasa sunt: citocrom oxidaze, un anti-oxidant necesar pentru respiratia celulelor~ lipaze, enzime care descompun moleculele de grasime~ proteaze, enzime care ajuta la digestia proteinelor~ amilaze, enzime care faciliteaza digestia amidonului~ catalaze, enzime ce catalizeaza descompunerea apei oxigenate în apa si oxigen în tesuturi~ peroxidaze, enzime ce actioneaza în acelasi mod dar la nivel celular~ transhidrogenaze, enzime care ajuta în pastrarea tonusului muscular al inimii.

Este interesant de notat, ca atunci când aceste enzime scad în calitate si putere, scade capacitatea corpului de a prelucra grasimi grele, proteine si calorii în exces.

2. Notiuni generale

2.1. Definitie

Enzimele sunt compusi care maresc viteza reactiilor chimice ce se desfasoara în sisteme biologice, fara sa se consume în cursul lor.

Enzimele sunt catalizatori de natura proteica care faciliteaza transformarea chimica a diferitelor substante. Substanta asupra careia actioneaza poarta numele de substrat.

Compusul sau compusii chimici care rezulta în urma actiunii enzimei poarta numele de produs (produsi) de reactie. Unele enzime sunt asociate cu compusi cu mase moleculare mici, diazibili. Când acesti compusi organici sunt puternic legati în structura enzimei poarta denumirea de grupari prostetice, când combinatia este usor disociabila poarta denumirea de coeziune.

Datorita naturii lor proteice, enzimele poseda toate proprietatile fizico-chimice, specifice acestor macromolecule (solubilitate, proprietati osmotice, sarcina electrica neta, denaturare termica, reactii chimice etc.).

Cataliza enzimatica prezinta particularitati care o deosebesc de cea chimica. Eficienta catalitica a enzimelor este net superioara celei înregistrate în cazul catalizatorilor chimici, exprimandu-se prin numarul turnover, care reprezinta numarul de moli de substrat transformat, într-un minut, de un mol de enzima.

În celula, enzimele nu se gasesc izolate de componentii celulari, ci fie absorbite sau adsorbite pe anumite formatiuni celulare, fie dizolvate în protoplasma sau în sucul celular. Enzimele fiind substante proteice îsi pierd puterea catalitica sub actiunea caldurii, a acizilor sau bazelor tari, a solventilor organici sau a altor substante ce denatureaza structura proteinelor.

Dupa locul unde enzimele îsi manifesta activitatea, acestea se pot clasifica în exoenzime si endoenzime.

Exoenzimele, dupa formarea lor în celule, sunt eliminate în lichidele din organism, unde îsi exercita activitatea catalitica.

Endoenzimele, numite si enzime intracelulare, îsi exercita actiunea în celulele în care s-au format. Ele sunt lioenzime, legate mai slab în celula si desmoenzime, legate mai puternic.

2.2 Activitatea catalitica a enzimelor

Enzimele, ca toti catalizatorii, nu catalizeaza decât reactii termodinamic posibile, decurgând în sensul stabilirii unui echilibru.

a) activitatea enzimei

Când o reactie poate fi catalizata atât de o enzima cât si de substante simple (acizi,baze sau ioni metalici) se constata de obicei ca reactia enzimatica decurge cu viteza mult mai mare; reactia enzimatica are o energie de activare mult mai mica. S-a constatat ca este necesar o concentratie de ioni de hidrogen de zece milioane de ori mai mare decât invertaza pentru a hidroliza o anumita cantitate de zaharoza, într-un timp dat, la 37ºC

b) temperatura optima reactiilor enzimatice