Enzimele

In ultimi ani , utilizarea capacitatilor biocatalitice ale microorganismelor suscita interesul specialistilor pentru obtinerea de preparate enizmatice , aminoacizi, acizi organici, proteine microbiene, etc. , prin colaborarea stransa dintre microbiologie , biochimie , tehnologie , industrie chimica si cea constructoare de bioreactoare.

Enzimele sunt componente de natura proteica produse de celulele vii , care catalizeaza reactiile de sinteza si/sau degradare din organismele vegetale, animale si microorganisme. Ele prezinta numeroase implicatii si aplicatii in industria alimentara.

Sunt componente ale materiei prime vegetale si animale , activitatea lor nu inceteaza odata cu recoltarea, conservarea si prelucrarea tehnologica . Pot manifesta actiuni:

" favorabile ce conduc la imbunatatirea calitatilor naturale , constitutionale

" nefavorabile determinand degradarea si pierderea valorii nutritive.

Trebuie avute in vedere atat enzimele endogene din materiile prime , cat si cele sub forma de preparate exogene, obtinute din diferite surse bogate in enzime, care se utilizeaza ca adjuvanti , amelioratori, etc (expl: cheagul microbian la fabricarea branzeturilor)

In ultimele decenii s-a constatat o crestere spectaculoasa a gradului de utilizare a preparatelor enzimatice exogene in industria alimentara, explicata prin : eficienta, precizia , versatiliatea, economicitatea cu care ele actioneaza.

Enzimele catalizeaza reactiile biochimice din organismele vegetale si animale, conditionand desfasurarea , coordonarea si autoreglarea reactiilor prin care se realizeaza procesele metabolice ale plantelor , animalelor , microorganismelor.

In industria alimentara, practic nu exista proces tehnologic in care sa nu fie implicate enzimele endogene, proprii materiilor prime sau microorganismelor folosite la prelucrare; in plus , se recurge si la suplimentarea activitatilor enzimatice cu enzime exogene, preparate enzimatice obtinute din diferite surse bogate in enzime.]

Propietati generale ale enzimelor

-sunt cei mai eficienti catalizatori cunoscuti azi ( in concentratii de 10-6M...10-9M determina producerea reactiilor cu viteze deosebit de mari);

-reactiile catalizate enzimatic se produc in conditii compatibile cu viata , la temperatura si presiune obisnuita, in conditii blande de pH;

- nu se consuma si nu se transforma in reaciile catalizate

-manifesta specificitate "de actiune (determina producerea unui numit tip de reactii, expl:

hidroliza, redox, sinteza)

"de substrat (recunosc doar un anumit reactant sau grup limitat de

reactanti);

-asigura coordonarea, reglarea si controlul proceselor biochimice la care participa si care stau la baza metabolismului celular.

Structura si conformatia enzimelor

Natura proteica a enzimelor

Enzimele sunt biocatalizatori de natura proteica . In consecinta , structura lor chimica de ansamblu reprezinta un edificiu macromolecular complex , determinat de nivelurile de organizare structurala ale proteinelor.Totodata enzimele poseda propietati generale fizice si chimice ale proteinelor. Fiind insa o clasa speciala de molecule proteice , enzimele se caracterizeaza sub aspect structural prin doua trasaturi generale distinctive in stransa corelatie,si anume:

a) existenta unor particularitati structurale specifice care le confera actictivitatea catalitica; astfel , moleculele de enzima poseda in structura lor anumite zone denumite situsuri cu o secventa de aminoacizi si conformatie caracteristica , zone care sunt esentiale pentru manifestarea activitaii catalitice (situs catalitic ) sau pentru functia de reglare (situs allosteric) a unor secvente de reactii.

b) Existenta unei configuratii structurale spatiale a moleculei, configuratie care in ansamblul ei este responsabila sau contribuie la manifestarea activitatii enzimatice.

Organizarea structurala a enzimelor

In functie de organizarea lor structurala ca molecule proteice , enzimele se incadreaza in urmatoarele grupe principale :enzime monomere, enzime oligomere, izoenzime, complexe (sisteme) multienzimatice.

enzimele monomere prezinta o structura constituita dinr-un lant polipeptidic , in care este inclus situsul catalitic.

enzimele oligomere sunt agregate moleculare constituite din doua sau mai multe subunitati (protomeri) asociate intr-o structura compacta de ansamblu dotata cu propietati catalitice

izoenzime-reprezinta forme moleculare multiple ale unei enzime , care catalizeaza aceeasi reactie chimica si care au originea in aceeasi celula , tesut sau lichid biologic dintr-un organism.

sisteme multienzimatice reprezinta un edificiu polifunctional , constituit dintr-un numar de molecule de enzime intim asociate prin interactiuni necovalente , care participa impreuna intr-o suita de reactii inlantuite ; intr-o asemenea secventa produsul de reactie catalizat de prima enzima a sistemului multienzimatic devine substratul enzimei urmatoare, s.a.m.d pana la obtinerea produsului final de reactie.