Enzimele

1. Ce sunt enzimele?

Enzimele sunt catalizatori organici, ce mai poartă denumirea de fermenți sau biocatalizatori iar numele lor provine din limba greacă en-în; zyme-plămadă, drojdie. Acestea sunt foarte numerose, sunt citate peste 700 . În literatura de specialitate, acestea mai pot fi întâlnite și sub denumirea de diastaze (vechea lor denumire) sau desmolaze (totalitatea fermenților nehidrolitici). Acestea sunt produse întotdeauna în interiorul celulei vii, care dirijează prin acțiuni catalitice procese de sinteză și de degradare ale substanțelor organice cu producere și înmagazinare de energie în organism.

În cea mai mare parte ele se folosesc în procesul de curățire al operelor de artă de repictări, verniuri, lianți ș.a. Acestea concurează cu metodele clasice de curățire cu solvenți iar folosirea lor în restaurare s-a dovenit a fi un adevărat succes.

Enzimele sunt macromolecule de origine proteică cu rol de biocatalizatori, cu ajutorul cărora celulele vii pot realiza reacții complexe într-un timp foarte scurt, la temperatura mediului înconjurător . Acestea mai poartă denumirea și de biocatalizatori deoarece, sunt întâlnite și în organismele animale, vegetale și în microorganisme.

„Fără enzime, procesele biochimice s-ar desfășura cu viteze foarte mici. ” Acestea sunt implicate în mii de procese biochimice ce se desfășoară în organismul uman. Fară enzime fructele nu s-ar coace, semințele nu ar germina, nu am putea gândi, nu am putea digera alimentele și absorbi substanțele nutritive prezente în acestea.

Enzimele nu pot distruge o celulă vie, dar pot descompune o celulă moartă. Acest lucru se întâmplă datorită faptului că o enzimă nu poate traversa membrana celulara a unei celule vii, dar atunci când celula moare poate face acest lucru și astfel compușii prezenți în celula moartă pot fi reutilizați .

2. Clasificarea enzimelor

Cele mai răspândite enzime sunt heteroproteine, coloidale, termolabile, alcătuite dintr-o parte proteică (apoenzime) și o parte neproteică (cofactor enzimatic) reprezentate de molecule organice preproteice cu o greutate moleculară relativ mică, de ioni metalici. Enzimele pot fi clasificate după mai multe criterii:

- după natura substratului de reacție, în: amilaze, carbohidraze, proteaze, lipaze;

- după natura reacției pe care o catalizează: oxireductaze, transferaze, liaze, izomeraze;

- după poziția sistematică a organismelor în care sunt răspândite: enzime de natură animală, vegetală, bacteriană, micotică .

Există, șase grupe majore de enzime:

1. Oxideructaze, cu rol catalitic în procesele de oxido-reducere. În această clasă se mai încadrează și diferite tipuri de oxidaze și dehidrogenaze.

2. Transferazele, care catalizează transferul unor grupe funcționale (metil, carboxil).

3. Hidrolazele, celi mai cunoscuți sunt fermenții hidrolitici, ce cuprind toate enzimele de scindare chimică a esterilor, glicozizilor și peptidelor.

4. Liazele includ enzime degradante, adică enzimele care catalizează desființarea unor funcții chimice ca de exemplu decarboxilarea este realizată cu ajutorul carboxilazelor iar desființarea funcțieialdehidice se realizează cu aldolaza.

5. Izomerazele catalizează redistribuiea, în sructura aceleiași molecule organice, a unor funțiuni sau grupe chimice preexistente.

6. Ligazele asigură fixarea unor legături chimice de tip C - O, C - N sau C - C .

Clasificarea enzimelor constitutive și enzimelor inductive pornește de la regimul de producere a enzimelor. Prima clasă de enzime dintre cele două prezentate reprezintă o componentă normală și permanentă a compoziției chimice a unei celule, care sunt produse în mod indiferent de substratul de creștere al producătorului enzimatic . Cealaltă categorie de enzime, mai exact cele inductive sunt o categorie de enzime pe care celula vie le produce numai atunci când este necesară. Se susține, faptul că celulazele microorganismelor sunt enzime inductive și sunt produse numai în prezența celulozei .

Endoenzimele sunt produse în interiorul celulei vii și acționează doar intracelular pentru influențarea diferitelor procese metabolice. Acestea au atât rol hidrolitic (cataliza producerii de energie sau deblocarea rezervei de substanțe în situații de carență nutritivă sau de inaniție) cât și rol sintetizator (acumularea rezervelor specifice, la construcție sau la refacere și reintegrare). O altă categorie de anzime sunt exoenzimele care mai poartă denumirea și de enzime extracelulare, și sunt produse tot în interiorul celulei vii dar acestea spre deosebire de endoenzime traversează peretele celular spre exterior și acționează asupra substanțelor și substratului nutritiv în vederea hidrolizării acestuia până la nivelul de nutrimente solubile, ușor de absorbit prin peretele celular. În concluzie, rolul exoenzimelor este orientat în mod exclusiv pe solubilizarea substratului nutritiv.

Enzimele de sinteză sunt, endolizine care participă la procesele anabolice iar enzimele de scindare, numite și enzime hidrolitice, ce participă în special la procesele catabolice și la solubilizarea substratului. Aceste acționează prin ruperea uneia sau mai multor legături chimice ale unei substanțe complexe și restabilează echilibrul chimic cu ajutorul unei molecule de apă :