EnzimeEnzime

CatalizatoriCatalizatori

Burcus ElizaBurcus Eliza Casat CarmenCasat Carmen

Georgescu Iulia Georgescu Iulia

cls a XI-a Bcls a XI-a B

-- Termenul de “enzime” provine din limba Termenul de “enzime” provine din limba greaca sigreaca si

inseamna ferment. inseamna ferment. -- Enzimele sunt proteine sau proteide fara deEnzimele sunt proteine sau proteide fara decare celulele vii nu pot infaptui reactii complexecare celulele vii nu pot infaptui reactii complexeintr-un timp scurt, la temperatura mediului intr-un timp scurt, la temperatura mediului

inconjurator.inconjurator. -- Sunt substante care catalizeaza reactiile Sunt substante care catalizeaza reactiile

biochimice biochimice din organism si au un rol esential in biosinteza si din organism si au un rol esential in biosinteza si degradarea substantelor din materia vie. Se degradarea substantelor din materia vie. Se

intalnesc in intalnesc in toate organismele, inclusiv in microorganisme si se toate organismele, inclusiv in microorganisme si se

mai mai numesc si biocatalizatori.numesc si biocatalizatori.

ENZIMEENZIME

-- Alimente in care gasim enzime sunt : laptele,Alimente in care gasim enzime sunt : laptele,

germenii de grau , galbenusul de ou crud sau fiert, germenii de grau , galbenusul de ou crud sau fiert,

legumele si fructele crude si proaspete, lucerna legumele si fructele crude si proaspete, lucerna

(contine un numar de 8 enzime esentiale),carne etc(contine un numar de 8 enzime esentiale),carne etc

-- Un plus de enzime este egal cu un plus de Un plus de enzime este egal cu un plus de

energie, de rezistenta si de imunitate impotriva energie, de rezistenta si de imunitate impotriva

diverselor boli , o mai buna functionare adiverselor boli , o mai buna functionare a glandelorglandelor

sisi curatirea sangelui de tot felul de substantecuratirea sangelui de tot felul de substante rezidualereziduale..

-- Enzimele joaca un rol primordial in Enzimele joaca un rol primordial in descompunereadescompunerea

sisi digestia celor trei principii alimentare de baza:digestia celor trei principii alimentare de baza:

hidratii dehidratii de carbon, grasimile si proteinele.carbon, grasimile si proteinele.

Rolul enzimelorRolul enzimelor

o Descompunerea moleculelor mariDescompunerea moleculelor mario Accelereaza procesele metaboliceAccelereaza procesele metabolice

o Coordoneaza unele etape ale Coordoneaza unele etape ale ciclului metabolicciclului metabolic

Imaginea de tip panglica a enzimei TIM(triozo - fosfat -izomeraza), care catalizeaza conversia reversibila a izomerilor dihidroxiaceton-fosfat si D gliceraldehida 3 fosfat

Structura enzimelorStructura enzimelor

Enzimele sunt substante de Enzimele sunt substante de natura proteica. natura proteica.

Reprezinta macromolecule, Reprezinta macromolecule, compuse din lanturi compuse din lanturi polipeptidice, avand o masa polipeptidice, avand o masa moleculara intre 10.000 si moleculara intre 10.000 si 1.000.000.1.000.000.

Enzima formeaza cu substratul Enzima formeaza cu substratul un produs intermediar reactiv, cu un produs intermediar reactiv, cu o viata scurta. Sub aceasta forma o viata scurta. Sub aceasta forma intermediara, substratul intrat in intermediara, substratul intrat in reactie sufera modificari reactie sufera modificari electronice sub actiunea centrilor electronice sub actiunea centrilor activi ai enzimei, rezultand activi ai enzimei, rezultand produsul de reactieprodusul de reactie

Mecanismul reactieiMecanismul reactiei

Factori :Factori :

Reglarea activitatii Reglarea activitatii enzimaticeenzimatice

TemperaturaTemperatura

La cresterea temperaturii creste si La cresterea temperaturii creste si activitatea enzimatica. La temperaturi prea activitatea enzimatica. La temperaturi prea ridicate enzimele incep sa se descompuna si ridicate enzimele incep sa se descompuna si activitatea enzimatica se micsoreaza.activitatea enzimatica se micsoreaza.

pHpH

Activitatea enzimatica este in stransa Activitatea enzimatica este in stransa legatura cu pH-ul mediului in care se afla. legatura cu pH-ul mediului in care se afla. De exemplu pepsina, o enzima digestiva De exemplu pepsina, o enzima digestiva este in conditii optime la pH cuprins intre este in conditii optime la pH cuprins intre 1,5-2.1,5-2.

Cofactori :Cofactori :

Combinatia dintre enzima si cofactorul datCombinatia dintre enzima si cofactorul dat((coenzima sau ionul metaliccoenzima sau ionul metalic ) reprezinta o ) reprezinta oconfiguratie activa, cu care substratul poate ficonfiguratie activa, cu care substratul poate fimai usor reactionat.mai usor reactionat.

Ionii metaliciIonii metalici Ca si cofactori mai pot fi prezenti ionii Ca si cofactori mai pot fi prezenti ionii

anumitoranumitormetale, care sunt strans legati de enzima. Cei metale, care sunt strans legati de enzima. Cei

maimairaspanditi ioni metalici: ionul bivalent de Zn, raspanditi ioni metalici: ionul bivalent de Zn,

ionulionulbivalent de Fe, ionul bivalent de Co si Mn. bivalent de Fe, ionul bivalent de Co si Mn.

Tipuri de enzime Tipuri de enzime

Dupa reactivitate :Dupa reactivitate :

o ApoenzimaApoenzima – enzima care devine – enzima care devine activa numai la unirea cu anumite activa numai la unirea cu anumite substante de natura non-proteicasubstante de natura non-proteica

o CoenzimaCoenzima- substanta de natura non-- substanta de natura non-proteica, ce confera activitate proteica, ce confera activitate enzimatica apoenzimeienzimatica apoenzimei

o HoloenzimaHoloenzima- macromolecula rezultata - macromolecula rezultata in urma unirii coenzimei si apoenzimei.in urma unirii coenzimei si apoenzimei.

Dupa tipul reactiei catalizateDupa tipul reactiei catalizate

o OxidoreductazaOxidoreductazao TransferazaTransferaza

o HidrolazaHidrolazao LiazaLiaza

o IsomerazaIsomerazao LigazaLigaza

o OxidoreductazeleOxidoreductazele = enzime ce = enzime ce catalizeaza reactiile de oxido-reducere, catalizeaza reactiile de oxido-reducere, fiind transportate de hidrogen sau de fiind transportate de hidrogen sau de electroni. In aceasta clasa intra un numar electroni. In aceasta clasa intra un numar mare de enzime cunoscute sub numele mare de enzime cunoscute sub numele de dehidraze sau oxidaze.de dehidraze sau oxidaze.

o TransferazeleTransferazele = enzime care transfera = enzime care transfera anumite grupari de atomi ( CH3, NH2, anumite grupari de atomi ( CH3, NH2, PO3H2) de la un donor pe un acceptor. PO3H2) de la un donor pe un acceptor. Acestea pot fi impartite in Acestea pot fi impartite in metiltransferaze si aminotransferaze metiltransferaze si aminotransferaze (transaminaze(transaminaze

o HidrolazeleHidrolazele = enzime care = enzime care catalizeaza hidroliza unei legaturi catalizeaza hidroliza unei legaturi chimice. chimice.

ex : ex : A–B + H2O → A–OH + B–HA–B + H2O → A–OH + B–H

Clasificare: Hidrolazele sunt Clasificare: Hidrolazele sunt clasificate ca EC 3 in clasificarea EC clasificate ca EC 3 in clasificarea EC a enzimelora enzimelor

ClasificaClasificarere

• EC 3.1 : legaturi esterice ( esteraze : nucleoza, EC 3.1 : legaturi esterice ( esteraze : nucleoza, fosfodiesteraza, lipaza, fosfotaza)fosfodiesteraza, lipaza, fosfotaza)

• EC 3.2 : zaharuri (glicozidaza, glicozid hidrolaza)EC 3.2 : zaharuri (glicozidaza, glicozid hidrolaza)• EC 3.3 : legaturi etericeEC 3.3 : legaturi eterice• EC 3.4 : legaturi peptidice (proteaza)EC 3.4 : legaturi peptidice (proteaza)• EC 3.5 : legaturi carbon- azot, cu exceptia celor EC 3.5 : legaturi carbon- azot, cu exceptia celor

peptidicepeptidice• EC 3.6 : anhidrita acida ( hidrolaza, helicaza, GTPaza) EC 3.6 : anhidrita acida ( hidrolaza, helicaza, GTPaza) • EC 3.7 : legaturi carbon- carbonEC 3.7 : legaturi carbon- carbon• EC 3.8 : legaturi halogeneEC 3.8 : legaturi halogene• EC 3.9 : legaturi fosfor-azotEC 3.9 : legaturi fosfor-azot• EC 3.10 : legaturi sulf-azotEC 3.10 : legaturi sulf-azot• EC 3.11 : legaturi carbon-fosforEC 3.11 : legaturi carbon-fosfor• EC 3.12 : legaturi sulf-sulfEC 3.12 : legaturi sulf-sulf• EC 3.13 : legaturi carbon-sulfEC 3.13 : legaturi carbon-sulf

- - Catalizatorii sunt substanCatalizatorii sunt substantte care modifice care modificaa viteza reacviteza reacttiilor chimice, aciilor chimice, acttionionaand asupra nd asupra mecanismului lor. Acemecanismului lor. Acesstia participtia participaa la reac la reacttia ia chimicchimicaa, dar se reg, dar se regaasesc cantitativ la sfsesc cantitativ la sfaarrssitul itul ciclului de reacciclului de reacttie. Sistemul reactanie. Sistemul reactantti-i-catalizatori poate fi format dintr-o singurcatalizatori poate fi format dintr-o singuraa faz fazaa (por(porttiune omogeniune omogenaa dintr-un sistem, separat dintr-un sistem, separataa de de restul sistemului prin supraferestul sistemului prin suprafette de separare) e de separare) sau din faze diferite (solid-gaz, solid-lichid, sau din faze diferite (solid-gaz, solid-lichid, etc.). Reacetc.). Reacttiile iile iin care catalizatorul n care catalizatorul ssi reactani reactanttii ii aparaparttin aceleiain aceleiassi faze se i faze se iincadreazncadreazaa in cataliza in cataliza omogenomogenaa, iar cele , iar cele iin care catalizatorul n care catalizatorul constituie o fazconstituie o fazaa independent independentaa iin catalizn catalizaa eterogeneterogenaa..

CATALIZATORICATALIZATORI

Proprietatile generale ale Proprietatile generale ale catalizatorilorcatalizatorilor ::

- - Orice catalizator este caracterizat prin activitateOrice catalizator este caracterizat prin activitate

cataliticcataliticaa. Aceasta se poate m. Aceasta se poate maasura ca viteza de sura ca viteza de reacreacttieie

exprimatexprimataa prin num prin numaarul de molecule ce reacrul de molecule ce reacttioneazioneazaa iinn

unitatea de timp pe unitatea de spaunitatea de timp pe unitatea de spattiu de reaciu de reacttie.ie.

- - Activitatea catalizatorilor scade treptat Activitatea catalizatorilor scade treptat iin timp – n timp – sese

dezactiveazdezactiveazaa. De aceea din timp . De aceea din timp iin timp catalizatoriin timp catalizatorii

trebuie reactivatrebuie reactivatti.i.

- - O clasO clasaa de substan de substantte denumite promotori, e denumite promotori, iinn

absenabsenttaa catalizatorilor, nu modificcatalizatorilor, nu modificaa viteza de viteza de

reacreacttie darie dar i impreunmpreunaa cu catalizatorii m cu catalizatorii maarescresc

considerabil activitateaconsiderabil activitatea acestora acestora..

- - Anumite substanAnumite substantte au capacitatea de a reduce e au capacitatea de a reduce sau, sau,

iin unele cazuri de a anula activitatea n unele cazuri de a anula activitatea catalizatorilor. catalizatorilor.

Aceste substanAceste substantte se numesc otre se numesc otraavuri.vuri.

- - O altO altaa caracteristic caracteristicaa important importantaa a a catalizatorilor catalizatorilor

este selectivitatea, manifestateste selectivitatea, manifestataa prin aceea c prin aceea caa ei ei

favorizeazfavorizeazaa numai una din mai multe reac numai una din mai multe reacttii ii posibile.posibile.

- - Experimental s-a constatat cExperimental s-a constatat caa viteza viteza reacreacttiilor iilor iin n

care intervin catalizatorii este diferitcare intervin catalizatorii este diferitaa de de vitezaviteza

aceloraacelorassi i reacreacttii ii iin absenn absentta catalizatorilor. a catalizatorilor. Aceasta seAceasta se

datoreazdatoreaza a modificmodificaarii mecanismului rii mecanismului reacreacttiilor iilor ssii

scscaaderii, derii, iin general, a energiei de activare a n general, a energiei de activare a procesului.procesului.

Mecanismul Mecanismul reactiilor cataliticereactiilor catalitice

- - Din punct de vedere energetic procesele care auDin punct de vedere energetic procesele care au

locloc i in reacn reacttiile catalitice, referindu-ne la o reaciile catalitice, referindu-ne la o reacttie deie de

tipul tipul A+ B A+ B C C cu energia de activare cu energia de activare EaEa , se constat , se constataa

ccaa iinn absenabsentta catalizatorului energia de activare estea catalizatorului energia de activare este

mai maremai mare decdecaat t iin prezenn prezentta catalizatorului ceea cea catalizatorului ceea ce

conduce la oconduce la o mmaarire a vitezei de reacrire a vitezei de reacttie. Catalizatorulie. Catalizatorul

nu nu schimbaschimba ccaaldura de reacldura de reacttie.ie.