Enzima e Battaglia del fiume Nedao: differenze tra le pagine

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{{Infobox conflitto

[[Immagine:Purine Nucleoside Phosphorylase.jpg|thumb|right|300px|Immagine generata al computer dell'enzima ''[[Purina nucleoside fosforilasi]]'']]

|Tipo=Battaglia

Un '''enzima''' (dal [[lingua greca|greco]] ἐν ζύμῳ [''en zýmō''], ''nel lievito'') è una [[proteina]] in grado di [[catalizzatore|catalizzare]] una [[reazione chimica]]<ref>{{en}} Smith AD (Ed) ''et. al.'' (1997) ''Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology'' Oxford University Press ISBN 0-19-854768-4</ref>. Il processo di [[catalisi]] indotto da un enzima (come da un qualsiasi altro catalizzatore) consiste in una accelerazione della velocità della reazione e quindi in un più rapido raggiungimento dello stato di equilibrio termodinamico. Un enzima accelera unicamente le velocità delle reazioni chimiche, diretta ed inversa (dal composto A al composto B e viceversa), senza intervenire sui processi che ne regolano la spontaneità.

|Nome del conflitto = Battaglia di Nedao

|Parte_di = della guerra per la successione degli Unni

|Immagine =

|Didascalia =

|Data = [[454]]

|Luogo =[[Pannonia]] (odierne [[Croazia]] - [[Ungheria]])

|Casus =

|Mutamenti_territoriali =

|Esito = Vittoria di Gepidi ed Ostrogoti

|Schieramento1 = [[Gepidi]]<br />[[Ostrogoti]]

|Schieramento2 = [[Unni]]

|Comandante1 = [[Ardarico]] (re dei Gepidi)<br />[[Teodemiro]] (re degli Ostrogoti)

|Comandante2 = [[Ellac]] (re degli Unni) †

|Effettivi1 = 35.000

|Effettivi2 = 55.000

|Perdite1 = Circa 10.000

|Perdite2 = Circa 40.000

|Perdite3 =

|Note =

}}

La '''battaglia del fiume Nedao''' (o Nedavo), che prende il nome dalla [[Nedava]], un affluente del [[Sava (fiume)|Sava]], fu una [[battaglia]] combattuta in [[Pannonia]] nel [[454]] dall'esercito degli [[Unni]], appoggiati da un contingente di [[Ostrogoti]] rimasto fedele contro una coalizione di insorti barbari di stirpe germanica, aiutati da barbari di stirpe iranica fino ad allora sottomessi agli Unni medesimi. Nonostante gli Unni disponessero di una cavalleria eccezionale e di arcieri superiori a quelli nemici, la tattica di combattimento di costoro era nota (ed anche i punti deboli di essa) agli insorti, che finirono per sterminare gran parte dei loro antichi padroni, facendo crollare per sempre il cosiddetto [[Impero delle Steppe]].

Il suo ruolo consiste nel facilitare le reazioni attraverso l'interazione tra il ''[[substrato (biochimica)|substrato]]'' (la molecola o le molecole che partecipano alla reazione) ed il proprio ''[[sito attivo]]'' (la parte di enzima in cui avvengono le reazioni), formando un ''complesso''. Avvenuta la reazione, il prodotto viene allontanato dall'enzima, che rimane disponibile per iniziarne una nuova. L'enzima infatti non viene consumato durante la reazione.

== La collocazione del campo di battaglia ==

==Concetti generali==

Come tutti i catalizzatori, anche gli enzimi permettono una riduzione dell'[[energia di attivazione]] (ΔG^‡) di una reazione, accelerando in modo consistente la sua velocità. La maggior parte delle reazioni biologiche catalizzate da enzimi hanno una velocità superiore di milioni di volte alla velocità che avrebbero senza alcun catalizzatore. Come per tutti i catalizzatori, gli enzimi non sono ''consumati'' dalla reazione che catalizzano, né alterano l'[[equilibrio chimico]] della reazione.

Tuttora non è identificato il luogo in cui effettivamente si svolse la battaglia, in quanto non è noto a quale corso d'acqua odierno corrisponda il fiume Nedao<ref>[http://www.britannica.com/eb/topic-276414/Hun Enciclopedia Britannica] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080524034658/http://www.britannica.com/eb/topic-276414/Hun |data=24 maggio 2008 }}</ref>. Alcuni lo identificano col [[Tibisco]] (''Tisza'')<ref name=fmgac>[http://fmg.ac/Projects/MedLands/HUNGARY.htm fmg.ac]</ref> o con il [[Danubio]] medesimo ("Nedao" come [[anagramma]] di ''Donau'', il toponimo germanico del fiume<ref name=fmgac/>). La confusione è ingenerata dal fatto che, a differenza della storiografia romana, assai curata e particolareggiata, la fonte storiografica principale per le vicende che concernono i [[regni romano-barbarici]] sono storici barbari "latinizzati", come il goto [[Giordane]] che visse alla corte di [[Costantinopoli]] un secolo dopo lo svolgimento della battaglia, che si limita a citare il "Neda(v)us Flumen" nella parte meridionale del regno unno, quindi non lungi dal Danubio, fiume che, a sua volta, segnava il confine con gli imperi romani.

In ogni caso, la differenza principale degli enzimi dagli altri catalizzatori chimici è la loro estrema specificità di [[substrato]]. Essi infatti sono in grado di catalizzare solo una reazione o pochissime reazioni simili, poiché il sito attivo interagisce con i reagenti in modo ''stereospecifico'' (è sensibile anche a piccolissime differenze della struttura tridimensionale).

La [[Nedava]] appare come il fiume più probabilmente interessato alla vicenda bellica, in quanto etimologicamente e geograficamente riconosciuto da un maggior numero di storici<ref>[http://www.odinsvolk.ca/GermanicPeoples.htm The Germanic Peoples<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>. Solo una fonte riporta la [[Leita]], un fiume della moderna [[Austria]], quasi al confine con l'Ungheria, al tempo compresa nella provincia di Pannonia, ma tale corso d'acqua appare esser molto distante dal territorio in cui erano stanziati i popoli che parteciparono allo scontro<ref>[http://aeiou.iicm.tugraz.at/aeiou.encyclop.v/v684587.htm;internal&action=_setlanguage.action?LANGUAGE=en Völkerwanderung<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>.

Secondo la [[banca dati]] [[BRENDA]], esistono poco più di 4500 reazioni biochimiche catalizzate da enzimi<ref>Dato ottenuto direttamente dalla [http://www.brenda.uni-koeln.de/ pagina di ricerca] di BRENDA (release 2007-1)</ref>. Tutti gli enzimi sono proteine, ma non tutti i catalizzatori biologici sono enzimi, dal momento che esistono anche catalizzatori costituiti di [[RNA]], chiamati [[ribozimi]]<ref>{{en}} {{cite journal |author=Lilley D |title=Structure, folding and mechanisms of ribozymes |journal=Curr Opin Struct Biol |volume=15 |issue=3 |pages=313-23 |year=2005 |pmid=15919196}}</ref>.

Alternativamente, l'[[enciclopedia Britannica]]<ref>[http://www.britannica.com/EBchecked/topic/230424/Gepidae Gepidae (people) - Britannica Online Encyclopedia<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref> riporta l'attuale fiume [[Nedad]] quale luogo effettivo dello scontro.

== Le cause che portarono allo scontro ==

L'attività enzimatica può essere influenzata da altre molecole. Esistono infatti molecole in grado di [[inibizione enzimatica|inibire]] tale attività (molti [[farmaco|farmaci]] e [[veleno|veleni]] sono inibitori enzimatici). Sono note anche molecole [[attivazione enzimatica|attivatrici]] dell'enzima, in grado di aumentarne l'attività. L'attività può essere anche influenzata dalla [[temperatura]], dal [[pH]] e dalla concentrazione di substrato.

Lo storico Giordane accenna alle cause che indussero la ribellione delle tribù germaniche, turcofone e protoslave al dominio degli [[Unni]].

Alcuni enzimi sono utilizzati per fini industriali. La [[sintesi chimica]] di numerosi farmaci, ad esempio, è portata a termine attraverso l'utilizzo di enzimi. Anche diversi prodotti di uso domestico fanno ampio uso di enzimi. Diversi [[detersivo|detersivi]] contengono enzimi per velocizzare la degradazione delle proteine e dei [[lipidi]] che compongono le macchie. La [[papaina]], enzima estratto dalla [[papaya]], è invece utilizzato in numerosi prodotti per le sue caratteristiche [[proteasi|proteolitiche]]: dall'intenerimento della carne, processo noto già agli [[indigeno|indigeni]] americani, all'utilizzo in applicazioni topiche sulle ferite e sulle cicatrici.

[[Attila]] ([[406]] – [[453]]) morì del tutto inaspettatamente al culmine del suo potere, il 16 marzo [[453]]<ref name="ReferenceA">Mario Bussegli: "Attila"; Rusconi Editore, 1986; ISBN 88-18-18007-X</ref> a causa d'una probabile emorragia, stando ai dettagli riportati da Giordane medesimo. Lo storico goto [[Giordane]] ([[500]] - [[570]]) è la principale fonte a nostra disposizione per poter delineare un quadro, seppur lacunoso, di quanto accadde tra l'anno della morte di Attila e l'anno della [[caduta dell'Impero romano d'Occidente]] (convenzionalmente, nel [[476]]). Ma Giordane visse un secolo dopo gli eventi narrati, Inoltre, la sua visione era partigiana (era un goto ed era al servizio dell'[[impero romano d'Oriente]])<ref name="ReferenceA"/>. Infine, la sua opera, la ''[[De origine actibusque Getarum|Getica]]'', è ampiamente tratta da una precedente e purtroppo perduta opera storica, la ''[[Historia Gothorum]]'', di [[Cassiodoro|Flavio Aurelio Magno Cassiodoro]] ([[483]] – [[581]]), certamente anch'essa di parte, essendo stato il nonno dell'autore uno dei membri della delegazione diplomatica bizantina alla corte di [[Attila]] nel [[448]] (tale delegazione era in realtà composta da agenti segreti della corte di [[Bisanzio]], e portava con sé un ingente quantitativo d'oro per assoldare sicari al fine di assassinare Attila in persona; la congiura venne scoperta e le relazioni diplomatiche tra Unni e Bizantini si guastarono definitivamente)<ref name="ReferenceB">Peter Heather: "La caduta dell'Impero Romano. Garzanti Editore; 2007; ISBN 978-88-11-68090-1"</ref>.

Bisanzio aveva certamente un notevole interesse a che la minaccia unna venisse spazzata via definitivamente dai suoi confini. Non è esagerato affermare che si trattava d'una questione di vitale importanza<ref name="ReferenceB"/>.

A ciò si aggiunse l'offensiva dei [[Gepidi]] di re [[Ardarico]], che mirava a creare una patria indipendente nell'ex [[Dacia (provincia romana)|provincia romana di Dacia]], (l'attuale [[Romania]], che effettivamente divenne nota col nome di "[[Gepidia]]"), e degli [[Ostrogoti]], i primi germani a cadere sotto il giogo unno già dal [[375]], dopo la [[battaglia del fiume Erac]] (odierno [[Tiligul]], in [[Ucraina]]), che sconfisse definitivamente gli Unni<ref name="ReferenceB"/>. Il grande impero unno si sfasciò in pochi anni, e gli Unni si ritirarono rapidamente verso il cuore dell'[[Asia]], oltre gli [[Urali]], a parte un contingente esiguo che si pose al servizio dei bizantini. Restarono indietro solo i [[Bulgari]] e gli [[Avari]], che si stanziarono nella [[Russia]] meridionale. I Gepidi si sostituirono agli Unni e fondarono un forte regno tra il Tibisco e il [[Dnestr]].

==Storia==

[[Image:Louis Pasteur, foto av Félix Nadar.jpg|thumb|175px|left|[[Louis Pasteur]]]]

Gli uomini primitivi trovandosi nella necessità di conservare il più a lungo possibile il [[latte]] cominciarono a produrre il [[formaggio]]: per caso o per osservazione dei visceri di animali macellati scoprirono che lo [[abomaso|stomaco]] dei [[vitello|vitelli]] e delle giovani [[capre]] cagliava il latte. Solo molte centinaia di anni dopo si comprese che il caglio altro non era se non un enzima.<ref>[http://www.taccuinistorici.it/newsbrowser.php?news_id=129&news_dove=2 Leggende e fonti letterarie sull'uso del caglio nell'antichità]</ref>Fino alla fine del [[XVII secolo]] processi come la digestione della [[carne]] ad opera dei [[secrezione|secreti]] [[stomaco|gastrici]]<ref name="Reaumur1752">{{cite journal | last = de Réaumur | first = RAF | authorlink = René Antoine Ferchault de Réaumur | year = 1752 | title = Observations sur la digestion des oiseaux | journal = Histoire de l'academie royale des sciences | volume = 1752|pages = 266, 461}}</ref> o la conversione di [[amido]] a [[zucchero]] attraverso la [[saliva]] erano ampiamente noti. Gli esatti meccanismi attraverso cui questi eventi avessero luogo, invece, erano del tutto sconosciuti<ref>{{en}} Williams, H. S. (1904) [http://etext.lib.virginia.edu/toc/modeng/public/Wil4Sci.html A History of Science: in Five Volumes. Volume IV: Modern Development of the Chemical and Biological Sciences] Harper and Brothers (New York) Accessed 04 April 2007</ref>.

== La battaglia ==

Nel [[XIX secolo]], [[Louis Pasteur]] suggerì che fosse la presenza di entità da lui chiamate [[fermento|fermenti]], contenute all'interno delle [[cellula|cellule]] di [[lievito]], e prive di ogni funzione all'esterno delle cellule. Scrisse che ''la fermentazione alcolica è un processo correlato con la vita e l'organizzazione delle cellule di lievito, e non con la morte e la putrefazione delle cellule stesse<ref>{{en}} {{cite journal |author=Dubos J.|year= 1951|title= Louis Pasteur: Free Lance of Science, Gollancz. Quoted in Manchester K. L. (1995) Louis Pasteur (1822–1895)--chance and the prepared mind.|journal= Trends Biotechnol|volume=13|issue=12|pages=511-515|id= PMID 8595136}}</ref>.''

La battaglia venne con ogni probabilità combattuta nell'autunno del 454, oppure, secondo altri, nei primi mesi del 455<ref>John Man: "Attila" Ed. Mondadori; 2007; ISBN 978-88-04-56444-7

La parola ''enzima'' fu utilizzata per la prima volta nel [[1878]] dal [[fisiologia|fisiologo]] [[Wilhelm Kühne]]. Egli scelse tale parola (in greco ένζυμο significa ''all'interno del lievito'') proprio perché si riteneva che entità del genere potessero trovarsi solo all'interno di cellule di lievito.

</ref>. Non sono noti i particolari della strategia, né quelli della tattica. Però, a grandi linee, essi possono esser desunti dalla ricostruzione storica delle battaglie che gli Unni sostennero coi [[Storia romana|Romani]], a cominciare dalla [[Battaglia dei Campi Catalaunici]] di due anni precedente ([[451]]) a quella del Nedao.

I barbari coalizzati, da ex alleati degli Unni, sapevano bene che dovevano impegnarsi in un tipo di combattimento molto diverso da quelli fin qui attuati contro l'Impero<ref>Giuseppe Zecchini, ''Attila'', Hoepli Editore, 2007, ISBN 88-389-2158-X</ref>. I barbari costituivano la fanteria, leggera e pesante, dell'orda unna, dal momento che [[Attila]] possedeva soltanto un'efficientissima cavalleria ("Dove passa il suo cavallo non cresce più un filo d'erba" è la frase attribuita agli osservatori bizantini). Gli scontri tipici della cavalleria unna consistevano in fulminei attacchi a sorpresa, fingendo la ritirata per poi rilanciare l'attacco con piccoli gruppi di esperti arcieri a cavallo. Il momento critico sfruttato dagli Unni era quando, al momento della finta ritirata, la fanteria nemica si scompaginava e si lanciava all'inseguimento credendo di aver vinto lo scontro. In quell'attimo, la cavalleria unna tornava indietro ed annientava il nemico colto letteralmente di sorpresa.

Presso il fiume Nedao, questa volta, i figli di Attila dovevano invece dedicare la stessa attenzione sia all'attacco che alla difesa<ref name="ReferenceA"/>. Erano pressoché privi di fanteria (i cui componenti erano, per l'appunto, costituiti dai barbari insorti contro di loro, oltretutto al corrente della stessa strategia unna). Per questo motivo, sicuramente, gli Unni volevano battersi in campo aperto e far così in modo di avvantaggiare la loro cavalleria. Difficilmente, questo vantaggio tattico si sarebbe concretizzato presso le rive di un fiume, che nel tardo autunno poteva anche aver allagato il territorio limitrofo per le esondazioni stagionali<ref name="ReferenceA"/>.

La politica bizantina, poi, finalizzata all'istigazione dei [[Germani]] alla rivolta sortì come effetto il tramonto definitivo della potenza unna: con ogni probabilità una sorta di "consiglieri militari" erano presenti al fianco degli insorti nei mesi precedenti la battaglia, se non sul campo di battaglia stesso<ref name="ReferenceA"/>. Questo è evidente dalla lettura attenta del testo di Giordane. La coalizione germanica costituiva la fanteria pesante armata di spade lunghe e corte, asce, mazze, pugnali. Era composta da [[Ostrogoti]], [[Turcilingi]], [[Sciri]], [[Rugi]], [[Ermunduri]], [[Franchi]], [[Suebi]], [[Sassoni]], [[Alemanni|Alamanni]] ed [[Eruli]]. La cavalleria leggera, armata di arco e dardi, era invece data da alcuni contingenti di [[Visigoti]], mentre quella pesante, assai più numerosa, faceva perno sugli [[Alani]] e sui [[Sarmati]] armati di giavellotto. Infine, la fanteria leggera era incentrata sui [[Gepidi]]. In tutto, gli effettivi dei coalizzati non superavano i 35.000 uomini.

Gli Unni, coi pochi contingenti barbari rimasti fedeli, assommavano a non più di 50.000 - 55.000 uomini.

Con ogni probabilità, gli Unni tentarono l'usuale tattica della cavalleria, ma la fanteria nemica non cascò nella trappola e non si scompose, nella lettura del testo di Giordane. Ne seguì, facilmente, un urto tra la fanteria germanica e la cavalleria unna, con la cavalleria germanica che agilmente avrebbe aggirato il nemico. Gli Unni, presi in mezzo tra la fanteria e la cavalleria germanica, furono letteralmente sterminati.

== Storia e conseguenze posteriori ==

[[Image:Eduardbuchner.jpg|thumb|175px|right|[[Eduard Buchner]]]]

Nel [[1897]] [[Eduard Buchner]] iniziò a studiare la capacità degli estratti di lievito di portare a termine le fermentazione di zuccheri, anche in assenza di cellule di lievito integre. Gli esperimenti che portò a termine presso l'[[Università di Berlino]] gli permisero di determinare che tali fermentazioni avvengono anche in assenza di cellule vive di lievito<ref>{{en}} [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1907/buchner-bio.html Biografia di Eduard Buchner presso http://nobelprize.org]</ref>. Egli chiamò ''[[zimasi]]'' l'enzima che aveva portato a termine la fermentazione del [[saccarosio]]<ref>{{en}} [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1907/buchner-lecture.html Testo della lettura magistrale di Eduard Buchner in occasione della consegna del Premio Nobel del 1907]</ref>. Nel [[1907]] Buchner ricevette il [[Premio Nobel per la Chimica]] per ''le ricerche biochimiche e la scoperta della fermentazione indipendente dalla cellula''.

Dopo la morte di [[Attila]], avvenuta, secondo la tradizione tramandata da [[Prisco di Panion]], la notte successiva il banchetto che celebrava il suo ultimo matrimonio (con una gota di nome Krimhilda, poi abbreviato con Ildiko), i suoi tre figli [[Ellac]], Ermak e [[Dengizico]] si combatterono per la successione, reclamando ciascuno ben più della terza parte del regno (noto come l'"[[Impero delle steppe]]"). Il caos e l'[[anarchia]] che ne conseguirono permisero agli imperi romani occidentale ed orientale di progettare l'eliminazione del pericolo rappresentato dagli Unni, ed ai barbari - soggiogati dagli Unni durante le loro campagne belliche - di ribellarsi e di riguadagnare definitivamente la libertà<ref name="ReferenceC">Peter Heather: "La caduta dell'Impero Romano. Garzanti Editore; 2007; ISBN 978-88-11-68090-1</ref>. Le forze [[germani]]che alleate guidate da [[Ardarico]], re dei [[Gepidi]], sconfissero le forze [[unni|unne]] di [[Ellac]], il figlio di Attila, che aveva lottato con i fratellastri [[Irnik]] e Dengizico per la conquista del trono (non è certo che Ellac avesse ucciso i suoi fratelli, anche se, tra pretendenti al trono, gli Unni non ammettevano rivali nell'ascesa al potere; Attila stesso aveva ucciso il fratello dopo una breve coreggenza). Ellac venne ucciso alla fine del combattimento. Secondo Giordane la battaglia sarebbe stata estremamente cinematografica:

In seguito alla dimostrazione del funzionamento degli enzimi indipendentemente da una cellula vivente, la ricerca si focalizzò sulla natura chimica degli enzimi stessi. Numerose evidenze mostravano la stretta associazione tra proteine ed attività enzimatica, ma una parte influente della comunità scientifica del primo [[XX secolo|Novecento]] (tra cui il Premio Nobel [[Richard Willstätter]]) sosteneva che le proteine non fossero altro che semplici ''trasportatori'' degli enzimi.

{{citazione|E quindi le nazioni guerriere si disfecero. A quel punto, credo, deve essere stato mostrato uno spettacolo eccezionale, in cui si potevano vedere i [[Goti]] lottare con le picche, i [[Gepidi]] infuriati con le spade, i [[Rugi]] spaccare le lance che li avevano trafitti, i [[Suebi]] lottare a piedi, gli [[Unni]] con archi, gli [[Alani]] formare una linea di guerrieri con armi pesanti mentre gli [[Eruli]] puntavano invece su armi leggere|[[Giordane]], ''[[De origine actibusque Getarum]]''<ref>Giordane, ''[[De origine actibusque Getarum]]'', l.261</ref>}}

Nel [[1926]], in ogni caso, [[James Sumner]] mostrò come l'enzima [[ureasi]] fosse una proteina vera e propria [[cristallografia|cristallizzandolo]]. Nel [[1937]] Sumner dimostrò lo stesso per la [[catalasi]]. Furono comunque i lavori di [[John Howard Northrop|Northrop]] e [[Wendell Meredith Stanley|Stanley]] sugli enzimi digestivi [[pepsina]], [[tripsina]] e [[chimotripsina]] a confermare definitivamente le ipotesi di Sumner. I tre ricercatori furono premiati con il Premio Nobel nel [[1946]]<ref>{{en}} [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1946/ I Premi Nobel 1946]</ref>.

Gli Unni finirono con insediarsi nelle fortezze di confine dell'[[Impero bizantino]], o furono annientati dalle armate imperiali (alcuni attaccarono le fortezze danubiane nel [[457]]) o si arruolarono negli eserciti d'Occidente, o furono assoggettati dai nomadi [[Uguri]] e [[Onoguri]], [[Sabiri]] ed [[Avari]]. Il popolo unno ripiombò quindi nel caos e nell'anarchia e la steppa tornò a ripullularsi di signori arroganti, litigiosi tra loro, a volte in lotta, a volte al servizio dell'Impero. Dal [[459]], gli Unni sparirono del tutto dalle cronache storiche. Il dominio unno dell'[[Europa Centrale]] ed orientale era distrutto. I pochi guerrieri Unni sopravvissuti vennero espulsi da [[Ardarico]] dopo un lungo assedio alla loro capitale (in realtà un campo trincerato posto in una località non ancora identificata della [[Puszta]], la pianura che va dal lago [[Balaton]] ad Est alla catena dei [[Carpazi Boscosi]] ad Ovest, dalla [[Rutenia]] a Nord alla città di [[Belgrado]] a Sud) ungherese, non lungi dall'odierna città di [[Debrecen]] (in base alle descrizioni degli ambasciatori bizantini), che venne data alle fiamme<ref name="ReferenceC"/>.

La scoperta che gli enzimi fossero cristallizzabili diede il via ad una corsa tesa alla definizione delle strutture tridimensionali degli enzimi attraverso tecniche come la [[cristallografia a raggi X]]. La prima [[macromolecola]] ad essere definita con questa tecnica fu il [[lisozima]], enzima deputato alla digestione della [[parete batterica]] e contenuto nelle [[lacrima|lacrime]], nella [[saliva]], nell'[[albume]]. La cristallizzazione del lisozima fu portata a termine dal gruppo coordinato da [[David Chilton Phillips]] nel [[1965]]<ref>{{en}} {{cite journal |author=Blake CC, Koenig DF, Mair GA, North AC, Phillips DC, Sarma VR.|year= 1965|title= Structure of hen egg-white lysozyme. A three-dimensional Fourier synthesis at 2 Angstrom resolution. |journal= Nature |volume=22|issue=206|pages=757-761|id= PMID 5891407}}</ref> e segnò di fatto l'inizio della [[biologia strutturale]].

Anche tra i vincitori iniziarono subito le lotte intestine, a tutto vantaggio dell'Impero d'Oriente. I Franchi vennero espulsi verso gli attuali [[Paesi Bassi]] ed i Sassoni verso l'attuale [[Danimarca]], da dove passarono in [[Britannia]] nel [[458]] con una seconda ondata. Gli Ostrogoti si stanziarono nell'attuale [[Repubblica Ceca]] e nell'attuale [[Slovacchia]]. Gli altri finirono arruolati dall'[[Impero romano d'Occidente]] e stanziati nelle attuali [[Savoia (dipartimento)|Savoia]], [[Svizzera]], [[Provincia autonoma di Bolzano|Alto Adige]] ed Austria. I Gepidi risultarono i veri vincitori e si appropriarono di tutta la regione dei [[Carpazi]] e del Danubio. Anche il fatiscente Impero Romano d'Occidente riuscì a trarre vantaggio dalla sconfitta degli Unni, in quanto l'imperatore [[Avito]], l'ultimo imperatore degno di questo nome secondo Giordane, riuscì a recuperare la provincia di [[Pannonia]] seppur affidata a Sciri, Eruli e Turcilingi.

==Nomenclatura==

{{vedi anche|classificazione EC}}

A partire dalla ''zimasi'' caratterizzata da Buchner, tutti gli enzimi sono stati denominati utilizzando il [[suffisso]] ''-asi''. Comunemente, il nome dell'enzima viene composto dalla fusione del substrato con il suffisso. Ad esempio la [[lattasi]] è in grado di scindere la molecola di [[lattosio]], la [[DNA polimerasi]] è coinvolta nella formazione di polimeri di [[DNA]].

I capi barbari iniziarono una lunga serie di litigi e guerre. Tra questi vanno ricordati almeno due ex-"logades" di Attila: il romano di Pannonia [[Flavio Oreste]] (il padre dell'ultimo imperatore d'Occidente, [[Romolo Augusto]]) e l'unno [[Edicone]] (il padre di [[Odoacre]]) che si segnalò per la sua ferocia nella lotta contro gli Ostrogoti. La funesta inimicizia tra Oreste, Odoacre ed il re ostrogoto [[Teodorico il Grande]] aveva dunque radici lontane, e questi furono i protagonisti della caduta finale dell'Impero d'Occidente tra il 28 agosto [[475]] ed il 4 settembre [[476]].

Esistono in ogni caso delle norme precise per la definizione del nome degli enzimi, messe a punto dalla ''[[International Union of Biochemistry and Molecular Biology]]'' attraverso la ''[[classificazione EC|Enzyme Commission]]'', costituita nel [[1955]]. La classificazione degli enzimi si basa sui numeri EC: ad ogni enzima viene associato un codice composto di quattro numeri ed un nome sistematico a seconda della reazione catalizzata.

== Note ==

Esistono sei differenti classi di enzimi<ref>{{en}} La nomenclatura completa può essere visualizzata presso il sito della [http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/ International Union of Biochemistry and Molecular Biology]</ref>.

* EC 1 - ''[[Ossidoreduttasi]]'': catalizzano reazioni di [[ossidoriduzione]];

* EC 2 - ''[[Transferasi]]'': catalizzano il trasferimento di un [[gruppo funzionale]];

* EC 3 - ''[[Idrolasi]]'': catalizzano l'[[idrolisi]] di vari tipi di [[legame chimico]];

* EC 4 - ''[[Liasi]]'': catalizzano la rottura di vari legami attraverso metodi alternativi all'idrolisi o all'ossidoriduzione;

* EC 5 - ''[[Isomerasi]]'': catalizzano le [[isomeri]]zzazioni all'interno di una [[molecola]];

* EC 6 - ''[[Ligasi]]'': catalizzano il legame tra due molecole attraverso un [[legame covalente]].

<references/>

== Funzioni biologiche ==

[[Image:Phosphoglucose Isomerase.png|thumb|250px|L'enzima [[glicolisi|glicolitico]] [[fosfoglucosio isomerasi]]]]

Gli enzimi portano a termine una gran quantità di funzioni all'interno degli organismi viventi.

*Una delle caratteristiche più importanti degli enzimi è la possibilità di lavorare in successione, creando un [[pathway metabolico]]. Nei pathways, ogni enzima utilizza il prodotto della reazione precedente come substrato. È la presenza degli enzimi a determinare i passaggi del pathway: senza enzimi, il metabolismo non passerebbe attraverso gli stessi passaggi e non sarebbe in grado di generare prodotti ad una velocità sufficiente per le esigenze della cellula. Ad esempio, un pathway come la [[glicolisi]] non potrebbe esistere in assenza degli enzimi che la compongono. Il [[glucosio]], ad esempio, è in grado di reagire direttamente con l'[[adenosintrifosfato]] (ATP) per essere [[fosforilazione|fosforilato]] su uno o più [[carbonio|carboni]], ma in assenza di enzimi questo avverrebbe a velocità tanto ridotte da essere insignificante. La rete del metabolismo cellulare dipende dunque dal set di enzimi funzionali presenti.

*Un'altra importante funzione degli enzimi è correlata alla [[digestione]] negli [[animali]]. Enzimi come le [[amilasi]] e le [[proteasi]] sono in grado di ridurre le macromolecole (nella fattispecie [[amido]] e [[proteine]]) in unità semplici ([[maltosio]] e [[amminoacidi]]), assorbibili dall'[[intestino]]. In alcuni casi gli enzimi necessari alla digesione possono essere prodotti da organismi ospiti del tubo digerente: nei [[ruminanti]], ad esempio, la [[cellulasi]] necessaria alla degradazione della [[cellulosa]] è prodotta da alcune [[specie]] [[batteri]]che.

*Essi sono anche fondamentali per la [[trasduzione del segnale]] e la regolazione dei processi cellulari. In particolare, questi processi sono coordinati solitamente da [[chinasi]] e [[fosfatasi]]<ref>{{en}} {{cite journal |author= Hunter T.|year= 1995|title= Protein kinases and phosphatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling.|journal= Cell.|volume= 80(2)|pages= 225-236|id= PMID 7834742}}</ref>.

[[Image:Myosin.JPG|thumb|350px|Due teste di [[miosina]]]]

*Gli enzimi sono anche in grado di generare movimento, come avviene ad esempio con la [[miosina]], che [[idrolisi|idrolizza]] l'ATP generando la [[contrazione muscolare]] o con il trasporto di molecole nei vari dipartimenti cellulari attraverso il [[citoscheletro]]<ref>{{en}} {{cite journal |url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=11294886|author= Berg JS, Powell BC, Cheney RE.|year= 2001|title= A millennial myosin census.|journal= Mol Biol Cell.|volume= 12(4)|pages= 780-794|id= PMID 11294886}}</ref>.

*Altre [[ATPasi]], localizzate presso le [[membrana cellulare|membrane cellulari]], sono le [[pompa ionica|pompe ioniche]], coinvolte nel [[trasporto attivo]].

*I [[virus]] contengono numerosi enzimi che permettono loro di [[infezione|infettare]] le cellule. Tra di essi figurano le [[integrasi]] e le [[trascrittasi inversa|retrotrascrittasi]].

*Gli enzimi sono anche coinvolti in funzioni più ''esotiche'', come la generazione di [[luce]] nella [[lucciola]], resa possibile dalla presenza della [[luciferasi]]<ref>{{en}} {{cite journal |url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=2030669|author= Meighen EA.|year= 1991|title= Molecular biology of bacterial bioluminescence.|journal= Microbiol Rev.|volume= 55(1)|pages= 123-142|id= PMID 2030669}}</ref>.

== Collegamenti esterni ==

==Struttura e funzionamento==

* {{cita web |1=http://www.marcopolovr.it/progetti/barbari/Unni.htm |2=Le tattiche belliche dell’orda unna |accesso=7 novembre 2008 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20060217050037/http://www.marcopolovr.it/progetti/barbari/Unni.htm |dataarchivio=17 febbraio 2006 |urlmorto=sì }}

L'attività degli enzimi è determinata dalla [[struttura quaternaria]] (ovvero la conformazione tridimensionale)<ref>{{en}} {{cite journal|author=Anfinsen C.B.|year= 1973|title= Principles that Govern the Folding of Protein Chains|journal= Science|pages= 223-230|id= PMID 4124164}}</ref> degli enzimi stessi.

La maggior parte degli enzimi presenta dimensioni decisamente maggiori dei substrati su cui agiscono. Solitamente la regione dell'enzima coinvolta nell'attività catalitica è molto ridotta (conta spesso solo 3–4 [[amminoacidi]])<ref>{{en}} [http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/CSA/ L'atlante dei siti catalitici] dell'[[European Bioinformatics Institute|EBI]]</ref> La regione contenente questi residui catalitici, nota come [[sito attivo]], si occupa di prendere contatto con il substrato e di portare a termine la reazione. Gli enzimi possono anche contenere regioni che legano [[Cofattore|cofattori]] necessari per la catalisi. Alcuni enzimi presentano anche siti di legame per piccole molecole, spesso prodotti diretti o indiretti della reazione catalizzata. Tale legame può incrementare o ridurre l'attività dell'enzima, attraverso una regolazione a [[feedback negativo]].

{{Portale|Germani|Guerra}}

===Specificità===

[[Image:Diagramma adattamento indotto.svg|thumb|450px|Schema del modello dell'adattamento indotto]]

La maggior parte degli enzimi presenta una notevolissima specificità per la reazione catalizzata e per i substrati coinvolti. Tale specificità è legata a diversi fattori che caratterizzano l'associazione tra il substrato ed il sito attivo, come la complementarietà dal punto di vista strutturale, le [[carica|cariche]] elettriche, la natura [[idrofilia|idrofilica]] o [[idrofobia|idrofobica]]. Gli enzimi mostrano spesso livelli elevatissimi di [[stereospecificità]], [[regioselettività]] e [[chemoselettività]]<ref>{{en}} {{cite journal |author= Jaeger KE, Eggert T.|year= 2004|title= Enantioselective biocatalysis optimized by directed evolution.| journal=Curr Opin Biotechnol.|volume= 15(4)|pages= 305-313|id= PMID 15358000}}</ref>.

[[Categoria:Battaglie che coinvolgono gli Unni]]

Alcuni degli enzimi che mostrano la maggiore specificità sono coinvolti nella [[replicazione del DNA|replicazione]] e nell'[[espressione genica|espressione]] del [[genoma]]. Tali enzimi presentano meccanismi di ''[[proof-reading]]'' (correzione di bozze). Ad esempio un enzima come la [[DNA polimerasi]] è in grado di catalizzare inizialmente la reazione di elongazione del filamento di DNA, quindi di valutare in un secondo momento l'efficienza e la correttezza dell'operazione stessa<ref>{{en}} {{cite journal |author= Shevelev IV, Hubscher U.|year= 2002|title= The 3' 5' exonucleases.| journal= Nat Rev Mol Cell Biol.|volume= 3|issue= 5|pages= 364-376|id= PMID 11988770}}</ref>. Questo processo in due passaggi permette di ridurre enormemente gli errori compiuti (si stima che le DNA polimerasi di [[mammifero]] abbiano un tasso di errore di 1 su 100 milioni di reazioni catalizzate<ref>{{en}} Berg J., Tymoczko J. and Stryer L. (2002) ''Biochemistry.'' W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6</ref>). Simili meccanismi di ''proof-reading'' sono presenti anche nelle [[RNA polimerasi]]<ref>{{en}} {{cite journal |author= Zenkin N, Yuzenkova Y, Severinov K.|year= 2006|title= Transcript-assisted transcriptional proofreading.| journal= Science.|volume= 313|pages= 518-520|id= PMID 16873663}}</ref>, nelle [[amminoacil-tRNA sintetasi]]<ref>{{en}} {{cite journal |author= Ibba M, Soll D.|year= 2000|title= Aminoacyl-tRNA synthesis.| journal= Annu Rev Biochem.|volume= 69|pages= 617-650|id= PMID 10966471}}</ref> e nei [[ribosomi]]<ref>{{en}} {{cite journal |author= Rodnina MV, Wintermeyer W.|year= 2001|title= Fidelity of aminoacyl-tRNA selection on the ribosome: kinetic and structural mechanisms.| journal= Annu Rev Biochem.|volume= 70|pages= 415-435|id= PMID 11395413}}</ref>.

[[Categoria:Battaglie che coinvolgono i Goti]]

[[Categoria:Gepidi]]

Esistono in ogni caso anche diversi enzimi caratterizzati da una specificità relativamente più bassa. Diversi enzimi sono infatti in grado di agire su un numero ampio di substrati. Una possibile spiegazione di questa evidenza è legata al fatto che, dal punto di vista [[evoluzione|evolutivo]], essa permetterebbe la costituzione di nuovi ''[[pathway]]s'' metabolici<ref>{{en}} {{cite web |url=http://www-users.york.ac.uk/~drf1/rdf_sp1.htm |title=The Screening Hypothesis - a new explanation of secondary product diversity and function |accessdate=2006-10-11 |last=Firn |first=Richard }}</ref>.

====Modello ''chiave-serratura''====

Il primo modello ad essere stato messo a punto per spiegare la specificità degli enzimi è quello suggerito da [[Emil Fischer]] in [[1894]], secondo il quale l'enzima ed il substrato possiedono una forma esattamente complementare che ne permette un ''incastro'' perfetto<ref>{{en}} {{cite journal |author= Fischer E.|year= 1894|title= Einfluss der Configuration auf die Wirkung der Enzyme| journal=Ber. Dt.

Chem. Ges.|volume=27|pages=2985-2993|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90736r/f364.chemindefer}}</ref>. Tale modello è spesso definito come ''[[chiave]]-[[serratura]]''. In ogni caso tale modello esplica bene la specificità degli enzimi, ma è decisamente meno affidabile nello spiegare la stabilizzazione dello [[stato di transizione]] che l'enzima raggiunge durante il legame con il substrato.

====Modello dell'adattamento indotto====

[[Immagine:Hexokinase.png|300px|thumb|L'enzima [[esochinasi]] è un buon esempio del modello dell'adattamento indotto: quando il [[glucosio]] si avvicina al sito attivo (immagine a sinistra - freccia), l'enzima cambia conformazione, avvolgendosi attorno al substrato (destra)]]

Nel [[1958]] [[Daniel Koshland]] propose una modifica del modello ''chiave-serratura'': dal momento che gli enzimi sono strutture relativamente flessibili, egli suggerì che il sito attivo potesse continuamente modellarsi in base alla presenza o meno del substrato<ref>{{en}} {{cite journal|url=http://www.pnas.org/cgi/reprint/44/2/98|author=Koshland D. E.|year= 1958|title= Application of a Theory of Enzyme Specificity to Protein Synthesis|journal=Proc. Natl. Acad. Sci.|volume=44|issue=2|pages=98-104|id= PMID 16590179}}</ref>. Come risultato, il substrato non si lega semplicemente ad un sito attivo ''rigido'', ma genera un rimodellamento del sito stesso, che lo porta ad un legame più stabile in modo da portare correttamente a termine la sua attività catalitica<ref>{{en}} {{cite book |last=Boyer |first=Rodney |title=Concepts in Biochemistry |origyear=2002 |accessdate=2007-04-21 |edition=2nd ed.|publisher=John Wiley & Sons, Inc. |___location=New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto. |language=English |isbn=0-470-00379-0 |pages=137-138 |chapter=6}}</ref>, come succede ad esempio per la [[esochinasi]]<ref>{{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=stryer.figgrp.2210 Immagine dell'adattamento indotto nella esochinasi]</ref> e per altri enzimi [[glicolisi|glicolitici]]. In alcuni casi, come avviene per le [[glicosidasi]], anche il substrato può cambiare leggermente la propria forma all'ingresso nel sito attivo<ref>{{en}} {{cite journal|author=Vasella A, Davies GJ, Bohm M.|year= 2002|title= Glycosidase mechanisms.|journal=Curr Opin Chem Biol.|volume=6|issue=5|pages=619-629|id= PMID 12413546}}</ref>.

===Funzionamento===

Il legame iniziale tra enzima e substrato è necessario anche da un punto di vista energetico. L'energia del legame deriva non solo da eventuali legami [[legame covalente|covalenti]], ma anche da una fitta rete di interazioni deboli, [[legame ionico|ioniche]] o [[legame elettrostatico|elettrostatiche]]. Solo il corretto substrato è in grado di partecipare a tutte le interazioni previste. Ciò, oltre a spiegare la sorprendente stabilità del legame tra enzima e substrato, permette di comprendere i meccanismi che conferisco elevata specificità all'enzima stesso.

La riduzione dell'energia di attivazione può essere invece spiegata dal fatto che tutte le interazioni tra enzima e substrato sono possibili solo quando il substrato si trova nello stato di transizione. Tale stato è dunque stabilizzato (in un certo senso esso viene ''forzato'') dal legame tra enzima e substrato. Il substrato nello stato di transizione può essere considerato un vero e proprio ''nuovo'' substrato di una ''nuova'' reazione, avente una energia di attivazione inferiore a quella ''originale''. La riduzione della ΔG^‡ può dunque essere intesa come conseguenza della creazione di una sorta di ''nuova'' reazione, impossibile senza la presenza dell'enzima corretto.

L'affinità dell'enzima per il substrato è quindi la condizione necessaria per il suo funzionamento; ma questo non significa che nel ''complesso'' le forze di interazione debbano essere molto elevate: se il complesso enzima-substrato fosse eccessivamente stabile, per esempio, l'enzima non tenderebbe a formare i prodotti. Se l'affinità troppo alta fosse invece tra enzima e stato di transizione (o tra enzima e prodotto) la reazione si bloccherebbe, non permettendo al complesso di dissociarsi e liberare i prodotti.

====Strategie catalitiche====

[[Image:Carbonic anhydrase inhibition by a sulfonamide.png|thumb|left|250px|L'enzima [[anidrasi carbonica]] (in verde una [[sulfonamide]], inibitore dell'attività enzimatica)]]

Alcune delle strategie comunemente messe in atto dagli enzimi per catalizzare reazioni sono le seguenti<ref>{{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=stryer.chapter.1163 Berg Jeremy M., Tymoczko John L. and Stryer Lubert ''Biochemistry - Fifth Edition'' - W. H. Freeman and Company]</ref>.

*Catalisi covalente. Il sito attivo contiene un gruppo reattivo (solitamente [[nucleofilo]]), che viene legato covalentemente in modo temporaneo nel corso della reazione. Questo è il meccanismo sfruttato da enzimi come la [[chimotripsina]].

*Catalisi acido-base. Nel sito attivo è presente un residuo [[amminoacidi]]co che funge da donatore o accettore di [[elettroni]]. Nella stessa chimotripsina, ad esempio, è presente un'[[istidina]] in grado di incrementare il potere nucleofilo della [[serina]], responsabile del legame con il substrato.

*Catalisi mediata da ioni metallici. Gli ioni metallici possono svolgere funzioni catalitiche in diversi modi. Ad esempio, possono funzionare da catalizzatori [[elettrofilo|elettrofili]], che stabilizzano la carica negativa di un intermedio di reazione. In modo analogo, uno ione metallico può generare un nucleofilo incrementando l'acidità di una molecola posta nelle vicinanze, come avviene per la molecola di [[acqua]] durante l'idratazione dell'[[anidride carbonica]] catalizzata dall'[[anidrasi carbonica]]. In alcuni casi, lo ione metallico può anche legare direttamente il substrato, incrementando così l'energia di legame. Questa è la strategia seguita ad esempio dalle [[nucleosidemonofosfato chinasi]] (dette anche NMP chinasi).

*Catalisi da avvicinamento. In numerose reazioni che coinvolgono più substrati, il fattore limitante è la scarsa possibilità che i substrati si dispongano vicini e nel corretto orientamento. Enzimi come le stesse NMP chinasi sono ad esempio in grado di disporre due nucleotidi vicini tra loro, facilitando il trasferimento di un [[gruppo fosfato]] da un nucleotide all'altro.

Analisi recenti hanno svelato ulteriori correlazioni tra le dinamiche interne dell'enzima e l'efficienza di catalisi risultante<ref>{{en}} Eisenmesser EZ, Bosco DA, Akke M, Kern D. ''Enzyme dynamics during catalysis.'' Science. 2002 February 22;295(5559):1520-3. PMID: 11859194 </ref><ref>{{en}} Agarwal PK. ''Role of protein dynamics in reaction rate enhancement by enzymes.'' J Am Chem Soc. 2005 November 2;127(43):15248-56. PMID: 16248667</ref><ref>{{en}} Eisenmesser EZ, Millet O, Labeikovsky W, Korzhnev DM, Wolf-Watz M, Bosco DA, Skalicky JJ, Kay LE, Kern D. ''Intrinsic dynamics of an enzyme underlies catalysis.'' Nature. 2005 November 3;438(7064):117-21. PMID: 16267559</ref>.

Le regioni interne di un enzima (dai singoli amminoacidi fino alle [[Alfa elica|eliche alfa]]) possono cambiare posizione e conformazione in tempi che vanno dai [[femtosecondo|femtosecondi]] ai secondi: sono tali spostamenti a cambiare la rete di interazioni possibili con il substrato, con conseguenze importanti a livello di aumento o un calo dell'efficienza catalitica<ref>{{en}} {{cite journal|url=http://www.structure.org/content/article/abstract?uid=PIIS096921260500167X|author=Yang LW, Bahar I.|title=Coupling between catalytic site and collective dynamics: A requirement for mechanochemical activity of enzymes.| journal=Structure.|year=2005|month=June|day=5|volume=13|pages=893-904|id=PMID 15939021}}</ref><ref>{{en}} {{cite journal|url=http://www.pnas.org/cgi/content/full/99/5/2794|author=Agarwal PK, Billeter SR, Rajagopalan PT, Benkovic SJ, Hammes-Schiffer S.|title=Network of coupled promoting motions in enzyme catalysis.| journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.|year=2002|month=March|day=5|volume=99|pages=2794-9|id=PMID 11867722}}</ref><ref>{{en}} Agarwal PK, Geist A, Gorin A. ''Protein dynamics and enzymatic catalysis: investigating the peptidyl-prolyl cis-trans isomerization activity of cyclophilin A.'' Biochemistry. 2004 August 24;43(33):10605-18. PMID: 15311922 </ref><ref>{{en}} {{cite journal|url=http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VRP-4D4JYMC-6&_coverDate=08%2F31%2F2004&_alid=465962916&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_qd=1&_cdi=6240&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=613585a6164baa38b4f6536d8da9170a|author=Tousignant A, Pelletier JN.|title=Protein motions promote catalysis.|journal=Chem Biol.|year=2004|month=Aug|volume=11|issue=8|pages=1037-42|id=PMID 15324804}}</ref>. Questo ha conseguenze fondamentali a livello dello studio della modulazione allosterica, dell'inibizione e dell'attivazione enzimatica.

===Modulazione allosterica===

[[Image:Phosphofructokinase.png|thumb|250px|L'enzima [[fosfofruttochinasi]]. Gli asterischi indicano i siti di modulazione allosterica]]

{{vedi anche|Allosteria}}

Alcuni enzimi sono provvisti, oltre che del sito attivo, anche di cosiddetti siti [[allosteria|allosterici]], che funzionano come degli interruttori, potendo bloccare o attivare l'enzima. Quando una molecola particolare fa infatti da substrato per questi siti, la struttura dell'enzima viene completamente modificata, al punto che esso può non funzionare più. Al contrario, può avvenire che la deformazione metta in funzione l'enzima. Molto spesso la deformazione consiste in un riorentamento dei domini che compongono l'enzima in modo da rendere il sito attivo più accessibile (attivatori) o meno accessibile (inibitori).

Queste molecole che regolano l'attività enzimatica sono dette [[effettori allosterici]] o ''modulatori allosterici''.

Il sito allosterico può essere anche lo stesso sito attivo dell'enzima: in questo caso, in genere, gli attivatori sono i stessi reagenti, mentre gli inibitori allosterici saranno i prodotti.

Molti effettori hanno effetti simili su più enzimi diversi: in questo modo l'allosteria può essere utilizzata per sincronizzare diverse reazione che si trovano lungo la stessa via o su vie diverse. Ad esempio l'ATP è un'inibitore allosterico di molti enzimi che operano su reazioni di [[catabolismo]] ([[glicolisi]], [[ciclo di Krebs]]..): così quando la sua concentrazione è alta, ovvero la cellula ha molta energia a dispozione, lo stesso ATP rallenta le vie che portano alla produzione di ulteriori molecole ad alto contenuto energetico.

<!-- [[Allosteric]] enzymes change their structure in response to binding of [[effector (biology)|effector]]s. Modulation can be direct, where the effector binds directly to [[binding site]]s in the enzyme, or indirect, where the effector binds to other proteins or [[protein subunit]]s that interact with the allosteric enzyme and thus influence catalytic activity. -->

==Cofattori==

[[Image:Catalase.png|thumb|left|220px|Gruppi prostetici [[eme]] (rosso) all'interno dell'enzima [[catalasi]]. In evidenza gli [[ione|ioni]] [[ferro]] (verde).]]

{{vedi anche|Cofattore (biologia)}}

Molti enzimi contengono molecole non proteiche che partecipano alla funzione catalitica. Queste molecole, che si legano spesso all'enzima nelle vicinanze del sito attivo, vengono definite ''[[cofattore (biologia)|cofattori]]''. Combinandosi con la forma non attiva dell'enzima (''apoenzima''), esse danno origine ad un enzima cataliticamente attivo (''oloenzima'').

Queste molecole spesso vengono divise in due categorie sulla base della natura chimica: i metalli ed i coenzimi (piccole molecole organiche).

Sulla base del legame con l'enzima, invece, si distinguono i gruppi prostetici ed i cosubstrati. I gruppi prostetici sono di solito strettamente legati agli enzimi, generalmente in modo permanente. I cosubstrati sono invece legati più debolmente agli enzimi (una singola molecola di cosubstrato a volte può associarsi successivamente con enzimi diversi) e servono come portatori di piccole molecole da un enzima ad un altro. La maggior parte delle [[vitamine]], composti che gli esseri umani e altri animali non sono in grado di sintetizzare autonomamente, sono cofattori (o precursori di cofattori).

==Termodinamica==

{{vedi anche|Energia di attivazione|Equilibrio termodinamico|Equilibrio chimico}}

[[Image:Diagramma attivazione.svg|thumb|400px|Diagramma di una reazione catalitica che mostra l'energia richiesta a vari stadi lungo l'asse del tempo (''coordinate di reazione''). I substrati normalmente necessitano di una notevole quantità di energia (picco rosso) per giungere allo stato di transizione, onde reagire per formare il prodotto. L'enzima crea un microambiente nel quale i substrati possono raggiungere lo stato di transizione (picco blu) più facilmente, riducendo così la quantità d'energia richiesta. Essendo più facile arrivare a uno stato energetico minore la reazione può avere luogo più frequentemente e di conseguenza la velocità di reazione sarà maggiore.]]

Come per tutti i catalizzatori, gli enzimi non modificano l'[[equilibrio chimico]] della reazione. Solitamente, in presenza di un enzima, la reazione si svolge nella stessa direzione in cui si svolgerebbe senza. L'unica differenza è la velocità della reazione. Di conseguenza, gli enzimi possono catalizzare in modo equivalente sia la reazione diretta che quella inversa. Ad esempio, l'[[anidrasi carbonica]] catalizza la reazione in entrambe le direzioni a seconda della concentrazione dei reagenti.

: <math>\mathrm{CO_2 + H_2O

{}^\mathrm{\quad anidrasi\ carbonica}

\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!

\overrightarrow{\qquad\qquad\qquad\qquad}

H_2CO_3}</math> (nei [[tessuto (biologia)|tessuti]], con alta concentrazione di CO₂)

: <math>\mathrm{H_2CO_3

{}^\mathrm{\quad anidrasi\ carbonica}

\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!

\overrightarrow{\qquad\qquad\qquad\qquad}

CO_2 + H_2O}</math> (nel [[polmone]], con bassa concentrazione di CO₂)

In ogni caso, se l'equilibrio è decisamente spostato in una direzione (in caso ad esempio di una [[reazione esoergonica]]), la reazione diventa irreversibile, e l'enzima si trova ''de facto'' a poter catalizzare la reazione solo in quella direzione.

Sebbene l'unica differenza tra la presenza e l'assenza di un enzima sia la velocità di reazione, a volte l'assenza dell'enzima può dare il via allo sviluppo di altre reazioni non catalizzate, che conducono alla formazione di diversi substrati. In assenza di catalizzatori, infatti, possono subentrare reazioni differenti, caratterizzate da una minore [[energia di attivazione]].

La presenza degli enzimi, inoltre, può permettere l'accoppiamento di due o più reazioni, in modo che una reazione favorita dal punto di vista [[termodinamica|termodinamico]] possa essere sfruttata per portarne a termine una sfavorita. Questo è quello che avviene con l'[[idrolisi]] dell'ATP, utilizzata comunemente per avviare numerose reazioni biologiche.

== Cinetica ==

{{main|Cinetica di Michaelis-Menten}}

[[Image:Catalisi enzimatica.svg|thumb|left|300px|Meccanismo di una reazione a substrato (S) singolo catalizzata da un enzima (E) a generare un prodotto (P)]]

La [[cinetica enzimatica]] si occupa in modo particolare degli aspetti cinetici (cioè legati al fattore tempo) del legame enzima-substrato e della conseguente generazione di un prodotto. I dati di velocità utilizzati nelle analisi cinetiche sono ottenuti da saggi enzimatici. Nel [[1913]] [[Leonor Michaelis]] e [[Maud Menten]] proposero una teoria quantitativa della cinetica enzimatica, che è tutt'ora nota come [[cinetica di Michaelis-Menten]]<ref>{{en}} {{cite journal|author=Michaelis L., Menten M.|year=1913|title= Die Kinetik der Invertinwirkung|journal=Biochem. Z.|volume= 49|pages= 333-369}} [http://web.lemoyne.edu/~giunta/menten.html English translation] Accessed 6 April 2007</ref>. Il loro lavoro è stato ulteriormente ampliato nel [[1925]] da [[George Edward Briggs]] e [[John Burdon Sanderson Haldane]], che hanno messo a punto le equazioni cinetiche utilizzate comunemente ancora oggi<ref>{{en}} {{cite journal|url=http://www.biochemj.org/bj/019/0338/bj0190338_browse.htm|author=Briggs G. E., Haldane J. B. S.|year=1925|title= A note on the kinetics of enzyme action|journal=Biochem. J.|volume=19|pages=339-339|id= PMID 16743508}}</ref>.

Il maggior contributo di Michaelis e Menten fu quello di suddividere idealmente l'azione degli enzimi in due fasi. Nella prima fase, il substrato si lega reversibilmente all'enzima, formando il complesso enzima-substrato (ES), a volte chiamato complesso di Michaelis-Menten in loro onore. La fase successiva è la vera e propria conversione del substrato a prodotto.

[[Image:MM curve.png|thumb|300px|right|Curva di saturazione per una reazione enzimatica: evidenziata la relazione tra la concentrazione di substrato (S) e la velocità di reazione (''v'')]]

Gli enzimi sono in grado di catalizzare alcuni milioni di reazioni al secondo. Per esempio, la reazione catalizzata dalla [[orotidina-5-fosfato decarbossilasi]] impiega circa 25 [[millisecondo|millisecondi]] per processare la stessa quantità di substrato che, in assenza dell'enzima, verrebbe convertita in 78 milioni di anni<ref>{{en}} {{cite journal |author=Radzicka A, Wolfenden R.|year= 1995|title= A proficient enzyme. |journal= Science |volume=6|issue=267|pages=90-931|id= PMID 7809611}}</ref>.

La velocità enzimatica dipende dalle condizioni della soluzione e dalla concentrazione del substrato. Condizioni [[denaturazione|denaturanti]], come le alte [[temperatura|temperature]], [[pH]] lontani dalla [[neutralità]] o alte concentrazioni [[sale|saline]] riducono l'attività enzimatica. Alte concentrazioni di substrato, invece, tendono ad incrementare l'attività.

La velocità massima di una reazione enzimatica è individuabile incrementando la concentrazione di substrato fino a raggiungere una livello a cui la velocità stessa rimane costante (nella curva di saturazione, è il livello indicato in alto a destra). La saturazione ha luogo perché, all'aumentare della concentrazione di substrato, una quantità sempre maggiore di enzima libero è convertita nella forma ES. Alla velocità massima (definita ''V''_max) dell'enzima, tutti i siti attivi dell'enzima sono saturi di substrato, e l'ammontare del complesso ES è pari a quello dell'enzima stesso.

===Le costanti cinetiche degli enzimi===

[[Immagine:Triose Phosphate Isomerase.png|250px|thumb|left|La [[trioso fosfato isomerasi]], uno degli ''enzimi cataliticamente perfetti'']]

La ''V''_max è solo una delle costanti cinetiche che caratterizzano gli enzimi. Un'altra molto usata fornisce informazioni sulla quantità di substrato necessaria per raggiungere una determinata velocità di reazione. Si tratta della [[costante di Michaelis-Menten]] (abbreviata comunemente come ''K''_m), definita come la concentrazione di substrato necessaria per raggiungere la metà della ''V''_max. Ogni enzima presenta una ''K''_m caratteristica relativamente ad ogni diverso substrato.

Altra costante molto utilizzata è la ''k''_cat (o ''numero di turnover''), definita come il numero di molecole di substrato convertite per secondo.

L'efficienza dell'enzima può essere espressa come rapporto tra ''k''_cat e ''K''_m. Tale rapporto è anche definito ''costante di specificità''. Dal momento che tale costante incorpora sia l'affinità che l'abilità catalitica, spesso si utilizza per confrontare l'efficienza di diversi enzimi o quella di un unico enzima con differenti substrati. Il massimo teoretico per la costante di specificità è chiamato ''limite di diffusione'' ed è compreso tra 10⁸ e 10⁹ [[molarità|M]]^-1 [[secondo|s]]^-1. In questo intervallo, ogni collisione tra enzima e substrato ha come effetto la produzione di un prodotto, e la velocità di formazione del prodotto non è limitata dalla velocità di reazione ma dal limite di diffusione. Enzimi che presentano una tale proprietà sono detti ''enzimi cataliticamente perfetti'' o ''cineticamente perfetti''. Esempi di enzimi di questo tipo sono la [[trioso fosfato isomerasi]], l'[[anidrasi carbonica]], l'[[acetilcolinesterasi]], la [[catalasi]], la [[fumarasi]], la [[beta lattamasi]] e la [[superossido dismutasi]].

Alcuni enzimi possono operare con velocità maggiori dei limiti di diffusione. Sebbene ciò possa sembrare impossibile, esistono alcuni modelli in grado di spiegare il fenomeno<ref>{{en}} {{cite journal|author= Garcia-Viloca M., Gao J., Karplus M., Truhlar D. G.|year= 2004|title= How enzymes work: analysis by modern rate theory and computer simulations.|journal= Science|volume=303|issue=5655|pages=186 - 195|id= PMID 14716003}}</ref><ref>

{{en}} {{cite journal|author=Olsson M. H., Siegbahn P. E., Warshel A.|year= 2004|title= Simulations of the large kinetic isotope effect and the temperature dependence of the hydrogen atom transfer in lipoxygenase|journal = J. Am. Chem. Soc.|volume=126|issue=9|pages=2820-1828|id= PMID 14995199}}</ref>.

==Inibizione enzimatica==

{{Vedi anche|Inibitore enzimatico}}

[[Image:Inibizione competitiva.svg|thumb|350px|Gli inibitori competitivi legano l'enzima in modo reversibile, impedendo il legame con il substrato. Il legame con il substrato, viceversa, impedisce il legame dell'inibitore.]]

[[Image:Inibizione non competitiva.svg|thumb|350px|Gli inibitori non competitivi legano siti alternativi a quello che lega il susbstrato. Il legame di tali inibitori, tuttavia, genera cambiamenti conformazionali tali da impedire l'ingresso del substrato o generarne la sua espulsione.]]

Gli ''inibitori'' enzimatici sono sostanze in grado di diminuire o annullare l'azione catalitica di un enzima. Possono agire legandosi al sito attivo competitivamente al substrato ''(inibizione competitiva)'' o legandosi ad un sito allosterico. L'inibizione può essere ''reversibile'', rendendo possibile il ripristino della funzione catalitica dell'enzima tramite aumento della [[concentrazione]] del substrato rispetto all'inibitore; o ''irreversibile'' con l'impossibilità di potere ripristinare l'attività catalitica. Gli ''induttori'', invece, sono sostanze in grado di interagire con i siti enzimatici in modo da aumentare la funzionalità dell'enzima.

===Inibitori reversibili===

====Inibizione competitiva====

Gli inibitori competitivi occupano il sito di legame del substrato, impedendo al substrato di legarsi correttamente (formazione di un complesso EI al posto di uno ES). Se però si verifica prima il legame enzima-substrato, l'inibitore competitivo perde di efficacia. La consistenza dell'inibizione dipende dunque sia dalla concentrazione di inibitore che da quella di substrato. Spesso gli inibitori competitivi mimano in modo notevole la forma dei substrati di cui inibiscono il legame. Ad esempio il [[metrotrexato]] è un inibitore competitivo della [[diidrofolato reduttasi]], che catalizza la [[riduzione]] del [[diidrofolato]] a [[tetraidrofolato]].

====Inibizione non competitiva====

Gli inibitori non competitivi sono in grado di legare siti differenti dal sito attivo. Essi sono dunque in grado di legare sia l'enzima libero, sia in configurazione ES. Il loro legame all'enzima genera un cambiamento conformazionale dell'enzima stesso, che può avere come conseguenza l'inibizione del legame tra enzima e substrato. Non essendoci dunque competizione tra inibitore e substrato, l'importanza dell'inibizione dipende esclusivamente dalla concentrazione dell'inibitore stesso.

===Inibitori irreversibili===

Alcuni inibitori sono in grado di reagire con l'enzima e formare un [[legame covalente]]. L'inattivazione così indotta è irreversibile. Esistono diversi composti di questo tipo: una classe importante è quella dei cosiddetti [[inibitori suicidi]], che contano al loro interno la [[eflornitina]], un [[farmaco]] utilizzato per trattare la [[malattia del sonno]]<ref name=Poulin>Poulin R, Lu L, Ackermann B, Bey P, Pegg AE. [http://www.jbc.org/cgi/reprint/267/1/150 ''Mechanism of the irreversible inactivation of mouse ornithine decarboxylase by alpha-difluoromethylornithine. Characterization of sequences at the inhibitor and coenzyme binding sites.''] J Biol Chem. 1992 Jan 5;267(1):150–8. PMID 1730582</ref>. Anche la [[penicillina]] ed i suoi derivati agiscono in questo modo. Gli [[antibiotici]] di questa classe vengono legati dal sito attivo dell'enzima bersaglio (le [[transpeptidasi]]) e vengono convertiti in un intermedio che reagisce in modo irreversibile con alcuni residui presenti nel sito attivo.

===Utilizzi degli inibitori===

Gli inibitori sono spesso utilizzati come farmaci, ma possono agire anche come veri e propri veleni. In realtà, la differenza tra farmaco e veleno è esclusivamente una questione di dose del composto: la maggior parte dei farmaci, infatti, se somministrati ad alte dosi può risultare tossica, come già [[Paracelso]] evidenziò nel [[XVI secolo]]: "''In tutte le cose c'è un veleno, e senza un veleno non c'è nulla''<ref>{{en}} Ball, Philip (2006) ''The Devil's Doctor: Paracelsus and the World of Renaissance Magic and Science.'' Farrar, Straus and Giroux ISBN 0-374-22979-1</ref>. Il principio della dose è lo stesso per cui gli antibiotici e gli altri agenti anti-[[infezione]] sono veleni per il [[patogenicità|patogeno]] e non per l'[[organismo]] [[umano]].

* Un esempio di inibitore utilizzato come farmaco è l'[[aspirina]], che inibisce l'attività delle [[ciclossigenasi]] COX-1 e COX-2, che producono le [[prostaglandine]], mediatori dell'[[infiammazione]], riducendo dunque la sensazione di dolore.

* Il [[cianuro]] è invece un inibitore irreversibile che si combina con il [[rame]] ed il [[ferro]] presenti nel sito attivo dell'enzima [[citocromo c ossidasi]], bloccando la [[catena di trasporto degli elettroni]] e, di conseguenza, la [[respirazione cellulare]]<ref>{{en}} {{cite journal|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/265/14/7945|author=Yoshikawa S and Caughey WS.|year=1990|month=May|volume=265|issue=14|title= Infrared evidence of cyanide binding to iron and copper sites in bovine heart cytochrome c oxidase. Implications regarding oxygen reduction.|journal= J Biol Chem.|pages= 7945-7958|id= PMID 2159465}}</ref>.

In molti organismi anche i prodotti degli enzimi possono agire come una sorta di inibitori, attraverso un meccanismo di [[feedback negativo]]. Se un enzima produce troppo prodotto, esso può infatti agire come inibitore dell'enzima stesso, riducendo o bloccando la produzione di ulteriore prodotto. Tale meccanismo è molto frequente negli enzimi coinvolti in [[pathway]] metabolici: la esochinasi, ad esempio, è inibita da alte quantità di [[glucosio-6-fosfato]].

==Regolazione dell'attività enzimatica==

[[Image:Hemagglutinin.png|thumb|250px|L'[[emagglutinina]] adesa alla [[membrana]]]]

La cellula è in grado di controllare l'attività degli enzimi in almeno cinque modalità principali.

#'''Produzione degli enzimi'''. La [[trascrizione (biologia)|trascrizione]] e la [[sintesi proteica]] dei [[gene|geni]] relativi agli enzimi sono controllati con i comuni meccanismi che regolano l'[[espressione genica]]. In particolare, tale regolazione spesso risponde a stimoli esterni alla cellula. Ad esempio, alcuni batteri possono diventare [[Resistenza_agli_antibiotici|resistenti agli antibiotici]] attraverso l'induzione di enzimi ''ad hoc'' (ad esempio la resistenza alla [[penicillina]] è dovuta all'enzima [[beta-lattamasi]], che genera l'idrolisi dell'anello beta-lattamico che caratterizza la molecola). Un altro esempio è l'induzione delle [[citocromo P450 ossidasi]] nel [[fegato]], coinvolte nel [[Metabolismo di farmaci|metabolismo dei farmaci]].

#'''Compartimentalizzazione degli enzimi'''. L'utilizzo di vescicole ed organelli da parte della cellula è essenziale per permettere lo svolgimento di diversi pathway metabolici (anche partendo dagli stessi substrati di base). Ad esempio gli [[acidi grassi]] sono biosintetizzati da un set di enzimi presenti nel [[citosol]], nel [[reticolo endoplasmatico]] e nell'[[apparato del Golgi]], mentre gli stessi acidi grassi sono utilizzati nel [[mitocondrio]], come fonte di [[energia]] attraverso la [[beta ossidazione]]<ref>{{en}} {{cite journal |url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=1218279&blobtype=pdf|author=Faergeman N. J, Knudsen J.|year= 1997|month=April|title= Role of long-chain fatty acyl-CoA esters in the regulation of metabolism and in cell signalling|journal= Biochem J|volume=323|pages=1-12|id= PMID 9173866}}</ref>.

#'''Feedback negativo'''. I prodotti finali di un pathway metabolico sono spesso inibitori dei primi enzimi della stessa via metabolica (solitamente quelli che caratterizzano le reazioni ''irreversibili''), regolando così l'intero flusso della via metabolica. Un tale meccanismo di regolazione è definito a [[feedback negativo]], perché la quantità di prodotto generato dipende dalla concentrazione del prodotto stesso. I meccanismi di feedback negativo sono in grado di regolare finemente l'attività degli enzimi in base alle necessità della cellula, permettendo una ottimizzazione della gestione dei metaboliti a disposizione ed un corretto mantenimento dell'[[omeostasi]].

#'''[[Modificazioni post traduzionali]]'''. La [[fosforilazione]], la [[miristoilazione]] e la [[glicosilazione]] sono solo alcune delle possibili modificazioni che i singoli amminoacidi di un enzima possono subire in seguito alla sua [[sintesi proteica|traduzione]]. Tali modificazioni sono molto utilizzate per la regolazione della [[trasduzione del segnale]]. Ad esempio la cellula [[fegato|epatica]] è in grado di rispondere al segnale [[ormone|ormonale]] dell'[[insulina]] attraverso la fosforilazione di numerosi enzimi, tra cui la [[glicogeno sintetasi]], che così avvia la [[glicogenosintesi]], riducendo la [[glicemia]]<ref>{{en}} {{cite journal |url=http://jcs.biologists.org/cgi/content/full/116/7/1175|author= Doble B. W., Woodgett J. R. |year=2003|month=April|title= GSK-3: tricks of the trade for a multi-tasking kinase|journal=J. Cell. Sci.|volume=116|pages=1175-1186|id= PMID 12615961}}</ref>. Un altro esempio di modificazione post traduzionale è il taglio di intere sezioni di proteina. La [[chimotripsina]], ad esempio, è biosintetizzata in forma inattiva (come [[chimotripsinogeno]]) nel [[pancreas]] e viene trasportata nell'[[intestino tenue]], dove è attivata. Questo permette all'enzima di non avviare la sua attività [[proteasi|proteolitica]] nel sito di produzione (nel pancreas, in questo caso), ma solo dove ce n'è davvero bisogno (nel tubo digerente). Questi tipi di precursori inattivi sono detti [[zimogeno|zimogeni]].

#'''Attivazione in ambienti differenti da quelli di produzione'''. Un'ultima via di regolazione molto usata è la biosintesi di enzimi attivi solo in condizioni molto differenti. L'[[emagglutinina]] del virus dell'[[influenza]], ad esempio, viene attivata solo in seguito ad un notevole cambiamento conformazionale indotto dal contatto con l'ambiente [[pH|acido]] dell'[[endosoma]] della cellula infettata<ref>{{en}} {{cite journal|url=http://dx.doi.org/10.1016/0092-8674(93)90260-W|author=Carr C. M. , Kim P. S. |year=2003|month=April|title= A spring-loaded mechanism for the conformational change of influenza hemagglutinin|journal=Cell|volume=73|pages=823-832|id= PMID 8500173}}</ref>. Simile processo subiscono gli enzimi [[lisosomi]]ali, che vengono attivati solo in presenza del pH acido tipico dell'organello.

==Enzimi e patologie==

[[Image:Phenylalanine_Hydroxylase.png|thumb|220px|L'enzima [[fenilalanina idrossilasi]]]]

Dal momento che il controllo dell'attività enzimatica è necessario per l'omeostasi cellulare, qualsiasi suo malfunzionamento può indurre risultati patologici. [[Mutazioni]], sovraproduzione o sottoproduzione del gene codificante per un enzima può indurre ad esempio una [[patologia genetica]]. L'importanza degli enzimi nei processi cellulari può essere ulteriormente dimostrata dal fatto che il malfunzionamento di un solo enzima (su migliaia) è in grado di indurre una patologia seria.

Ad esempio la [[fenilchetonuria]] è dovuta alla mutazione di un solo amminoacido nel gene per la [[fenilalanina idrossilasi]], che catalizza il primo step nella conversione della [[fenilalanina]] a [[tirosina]], essenziale per evitare all'[[organismo]] gli effetti tossici dovuti all'accumulo [[sangue|ematico]] di fenilalanina. Tale mutazione genera la perdita di ogni attività enzimatica, con conseguenze [[neurologia|neurologiche]] gravi, tra cui un importante [[ritardo mentale]]<ref>{{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowSection&rid=gnd.section.234 La fenilchetonuria presso ''NCBI Genes and Disease'']</ref>.

==Applicazioni industriali==

Gli enzimi sono enormemente utilizzati nell'[[industria chimica]] ed in altre applicazioni industriali che richiedono catalizzatori estremamente specifici. Le principali limitazioni al loro impiego sono la scarsa stabilità in solventi differenti da quello biologico e - ovviamente - il numero limitato di reazioni per cui l'evoluzione ha messo a punto enzimi efficaci. Di conseguenza, sta assumendo un'importanza sempre crescente una nuova area di ricerca che punta alla messa a punto di enzimi con determinate proprietà, sia attraverso la modifica di enzimi esistenti, sia attraverso una sorta di ''evoluzione [[in vitro]]''<ref>{{en}} {{cite journal|author=Renugopalakrishnan V, Garduno-Juarez R, Narasimhan G, Verma CS, Wei X, Li P.|year= 2005|title= Rational design of thermally stable proteins: relevance to bionanotechnology.|journal= J Nanosci Nanotechnol.|volume=5|issue=11|pages= 1759-1767|id= PMID 16433409}}</ref><ref>{{en}} {{cite journal|author=Hult K, Berglund P.|year= 2003|title= Engineered enzymes for improved organic synthesis.|journal= Curr Opin Biotechnol.|volume=14|issue=4|pages= 395-400|id= PMID 12943848}}</ref>.

{| {{prettytable}}

|bgcolor="#6495ed" width=10% align=center|'''Settore'''

|bgcolor="#6495ed" width=10% align=center|'''Applicazione'''

|bgcolor="#6495ed" width=25% align=center|'''Enzimi utilizzati'''

|bgcolor="#6495ed" width=55% align=center|'''Funzioni'''

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" rowspan="17" | '''[[Industria alimentare]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" rowspan="2" | '''[[Pane|Panificazione]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''α-[[amilasi]]'' [[fungi]]ne.

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Catalizzano la conversione dell'[[amido]] presente nella [[farina]] in [[zuccheri]] semplici. Utilizzate nella produzione di pane in genere, si inattivano intorno ai 50°C e sono dunque distrutte durante il processo di cottura.

|-

| ''[[Proteasi]]''

| I produttori di [[biscotto|biscotti]] le utilizzando per ridurre la concentrazione di proteine nella farina.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |'''Alimenti per neonati'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''[[Tripsina]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Proteasi utilizzata per ''predigerire'' gli alimenti destinati ai neonati.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" rowspan="6" | '''[[Birra|Birrificazione]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | Enzimi contenuti nell'[[Orzo (alimento)|orzo]].

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | Degradano amido e proteine producendo zuccheri semplici, amminoacidi e brevi peptidi, utilizzati dai lieviti per la fermentazione.

|-

| Enzimi dell'orzo prodotti industrialmente.

| Largamente utilizzati per la birrificazione industriale come sostituto degli enzimi naturali dell'orzo.

|-

| ''Amilasi'', ''[[glucanasi]]'' e ''proteasi''

| Degradano i [[polisaccaridi]] e le proteine del [[malto]].

|-

| ''[[Beta glucosidasi]]''

| Ottimizza il processo di filtrazione.

|-

| ''[[Amiloglucosidasi]]''

| Permette la produzione di birre a basso contenuto [[caloria|calorico]].

|-

| ''Proteasi''

| Rimuovono la torbidezza che si genera durante la conservazione delle birre.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | '''[[Succo di frutta|Succhi di frutta]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | ''[[Cellulasi]]'', ''[[pectinasi]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | Chiarificano i succhi di frutta

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" rowspan="4" | '''[[Industria casearia]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''[[Rennina]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | Derivata dallo [[stomaco]] di giovani [[ruminanti]] (come [[vitello|vitelli]] e [[agnello|agnelli]]), è usata nella manifattura di formaggi per idrolizzare proteine.

|-

| Vari enzimi prodotti da microrganismi

| Il loro impiego è crescente nel settore.

|-

| ''[[Lipasi]]''

| Utilizzata nella produzione di formaggi come il [[Roquefort]].

|-

| ''[[Lattasi]]''

| Degradano il [[lattosio]] a [[glucosio]] e [[galattosio]].

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |'''Intenerimento della carne'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''[[Papaina]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Con la sua azione proteolitica, ammorbidisce la carne per la cottura.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" rowspan="2"| '''Trattamento dell'[[amido]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | ''Amilasi'', ''[[amiloglucosidasi]]'' e ''glucoamilasi''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" | Convertono l'amido in glucosio (molto utilizzati nella produzione di [[sciroppo|sciroppi]]).

|-

| ''[[Glucosio isomerasi]]''

| Converte il glucosio in [[fruttosio]], per la produzione di sciroppi ad alta concentrazione di fruttosio (che, rispetto al [[saccarosio]], presenta alte caratteristiche dolcificanti e basso contenuto calorico).

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" colspan="2"|'''[[carta|industria cartiera]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''Amilasi'', ''[[xilanasi]]'', ''cellulasi'' e ''[[ligninasi]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Le amilasi favoriscono la degradazione dell'amido, al fine di ottenere una [[viscosità]] inferiore. Le xilanasi favoriscono lo sbiancamento della carta. Le cellulasi ammorbidiscolo le fibre. Le ligninasi rimuovono la [[lignina]] per rendere la carta più morbida.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" colspan="2"|'''Produzione di [[biocarburanti]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''[[Cellulasi]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Utilizzate per degradare la cellulosa in zuccheri semplici utilizzabili per le [[fermentazioni]].

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" rowspan="3" colspan="2"| '''[[Detersivi]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Soprattutto ''proteasi'' (in una specifica [[isoforma]] in grado di funzionare all'esterno delle cellule

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Utilizzate nelle fasi di prelavaggio, con applicazione diretta sulle macchie di natura proteica.

|-

| ''Amilasi''

| Utilizzate per il lavaggio di [[stoviglie]] con macchie particolarmente resistenti di amido e derivati.

|-

| ''Lipasi''

| Utilizzate per ottimizzare la rimozione di macchie di unto e grassi di vario tipo.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" colspan="2"|'''[[Lente a contatto|Pulizia delle lenti a contatto]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''Proteasi''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Permettono la rimozione di varie proteine dalle lenti, per prevenire eventuali infezioni.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" colspan="2"|'''[[Gomma (materiale)|Produzione di gomma]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''[[Catalasi]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Consente la produzione di [[ossigeno]] a partire dal [[perossido]], per convertire il [[lattice]] in gomma schiumosa.

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" colspan="2"|'''[[Fotografia]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''Proteasi'' (''[[ficina]]'')

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Degradano la [[gelatina]] presente sulle [[pellicola|pellicole]] di scarto per il recupero del contenuto di [[argento]].

|-

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" colspan="2"|'''[[Biologia molecolare]]'''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |''[[Enzimi di restrizione]]'', ''[[DNA ligasi]]'' e ''[[polimerasi]]''

|style="border-top: solid 3px #aaaaaa;" |Utilizzate per la manipolazione del [[DNA]] nelle tecniche di [[ingegneria genetica]]. Ampi utilizzi in [[farmacologia]], [[agricoltura]] e [[medicina]] (tra cui la [[medicina forense]]).

|-

|}

==Note==

<div class="references-small" style="-moz-column-count:3; column-count:3;">

<references />

</div>

==Bibliografia==

*{{cita libro|Halvor|Christensen|Cinetica enzimatica|1971|Franco Angeli|}}

*{{cita libro|Hans|Bergmeyer|Principi di analisi enzimatica|1982|Piccin-Nuova Libraria|}}

*{{cita libro|Alan|Fersht|Struttura e meccanismi d'azione degli enzimi|1989|[[Zanichelli]]|Bologna}}

*{{cita libro|Nicholas|Price|Principi di enzimologia|1996|Delfino Antonio Editore|}}

*{{cita libro|Lauro|Galzigna| Elementi di enzimologia|1996|Piccin-Nuova Libraria|}}

*{{cita libro|Riccardo|Muzzarelli|Enzimologia|1998|[[Università di Ancona]]|}}

==Voci correlate==

*[[Proteina]]

*[[Catalizzatore]]

*[[Ribozima]]

*[[Abzima]]

*[[Isoenzima]]

*[[Cinetica di Michaelis-Menten]]

==Altri progetti==

{{interprogetto

|commons=Category:Enzymes

|commons_preposizione=riguardanti gli

|commons_etichetta=enzimi}}

==Collegamenti esterni==

* {{en}} [http://www.ebi.ac.uk/intenz/spotlight.jsp ''Enzyme spotlight'']: approfondimento mensile di un enzima a cura dell'[[Istituto europeo di bioinformatica]].

* {{en}} [http://www.brenda.uni-koeln.de BRENDA]: banca dati contenente informazioni e dati di letteratura relativi a tutti gli enzimi conosciuti.

* {{en}} [http://www.genome.jp/kegg/ KEGG]: banca dati contenente informazioni complete sugli enzimi ed i relativi pathway.

* {{en}} [http://www-mitchell.ch.cam.ac.uk/macie MACiE]: banca dati contenente informazioni sui meccanismi di reazione.

* {{en}} [http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/enzymes/ Enzyme Structures Database]: fornisce il collegamento da un determinato enzima alla sua struttura tridimensionale nella [[Protein Data Bank]].

* {{en}} [http://us.expasy.org/enzyme/ ExPASy enzyme]: fornisce il collegamento da un determinato enzima alle informazioni ad esso correlate nel database [[Swiss-Prot]].

{{vetrina}}

[[Categoria:Enzimologia]]

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[[ar:إنزيم]]

[[bg:Ензим]]

[[bn:উৎসেচক]]

[[bs:Enzim]]

[[ca:Enzim]]

[[cs:Enzym]]

[[cy:Ensym]]

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[[hr:Enzim]]

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[[pt:Enzima]]

[[ro:Enzimă]]

[[ru:Ферменты]]

[[simple:Enzyme]]

[[sk:Enzým]]

[[sl:Encim]]

[[sr:Ензим]]

[[su:Énzim]]

[[sv:Enzym]]

[[ta:நொதியம்]]

[[th:เอนไซม์]]

[[tr:Enzim]]

[[uk:Ферменти]]

[[vi:Enzyme]]

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[[zh-min-nan:Kàⁿ-sò͘]]