Esempi di funzioni svolte dalle proteine

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1 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze

2 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali

3 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento

4 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento Proteine di stoccaggio

5 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento Proteine di stoccaggio Invio di segnali

6 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento Proteine di stoccaggio Invio di segnali Recettori

7 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Anticorpi Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento Proteine di stoccaggio Invio di segnali Recettori Difesa contro agenti infettivi

8 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento Proteine di stoccaggio Invio di segnali Recettori Difesa contro agenti infettivi Regolazione della funzione genica

9 Esempi di funzioni svolte dalle proteine Trasporto di sostanze Funzioni strutturali Movimento Proteine di stoccaggio Invio di segnali Recettori Difesa contro agenti infettivi Regolazione della funzione genica Attività enzimatica

10 Una serie di reazioni genera una via metabolica Ogni singola reazione è catalizzata da un enzima. La maggior parte degli enzimi sono proteine

11 ENZIMI I catalizzatori delle reazioni chimiche degli organismi...nelle piante e negli animali viventi migliaia di processi catalitici hanno luogo fra i tessuti e i liquidi, e portano alla quantità di composti diversi della cui formazione dai comuni materiali greggi, la linfa o il sangue, non possiamo intravedere nessuna causa plausibile: in futuro probabilmente la scopriremo nella forza catalitica dei tessuti organici, di cui consistono gli organi dei corpi viventi (Berzelius, 1835)..La vita non è altro che l'ordinata cooperazione di processi enzimatici" (R. Willstätter,1929)

12 Metabolismo Gli enzimi rendono possibili e dirigono tutte le attività metaboliche, tra cui la sintesi e la degradazione di tutte le molecole

13 Metabolismo Catabolismo: Utilizzazione dei nutrienti, demolizione di molecole per ricavarne materia prima ed energia. Un insieme di reazioni esoergoniche. Anabolismo: sintesi di componenti delle nostre cellule, sfruttando sostanze ed energia ottenute dal catabolismo. Un insieme di reazioni endoergoniche.

14 Le variazioni di energia in una reazione

15 Le variazioni di energia in una reazione Energia potenziale maggiore X Energia potenziale minore Y Energia iniziale (X) > Energia finale (Y) In una reazione termodinamicamente favorevole la differenza tra energia dei prodotti (Y) ed energia dei reagenti (X) ha un valore negativo: la reazione libera energia

16 Reazione possibile?

17 Reazione possibile? Si ma in assenza di una spinta il masso non cade Per avviare una reazione è necessario superare una soglia energetica: L energia di attivazione

18 Gli enzimi riducono l energia di attivazione

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21 Catalisi enzimatica In assenza di enzimi le reazioni 1, 2, 3, 4 saranno quasi assenti Se un enzima catalizza la reazione 1, soltanto questa si verificherà in modo apprezzabile Tra molte reazioni possibili per una data molecola, quella catalizzata da un enzima si verificherà in modo significativo, mentre le altre saranno praticamente assenti

22 Catalisi enzimatica Tra molte reazioni possibili per una data molecola, quella catalizzata da un enzima si verificherà in modo significativo, mentre le altre saranno praticamente assenti

23 ENZIMI I catalizzatori delle reazioni chimiche degli organismi Specificità di reazione. Ogni enzima catalizza un particolare tipo di reazione: ad esempio una peptidasi idrolizza legami peptidici. Specificità di substrato. Alcune peptidasi, come quelle che intervengono nella digestione, sono ad ampio spettro, altre invece sono strettamente specifiche, riconoscendo un solo tipo di proteina ed eseguendo l idrolisi di un singolo e specifico legame

24 Enzimi: reazione enzimatica Interazione enzima-substrato E + S ES E + P L enzima si lega al substrato formando un complesso enzima-substrato. Per questo legame è essenziale il corretto riconoscimento tra enzima e substrato (specificità) Al termine della reazione l enzima si dissocia dai prodotti di reazione.

25 Interazione enzima substrato

26 Interazione enzima substrato

27 Adattamento indotto La struttura tridimensionale di una proteina non e rigida, ma dinamica Il cambiamento delle condizioni ambientali o l interazione con altre molecole potrà modificare reversibilmente la conformazione della proteina

28 Adattamento indotto La struttura tridimensionale di una proteina non e rigida, ma dinamica Il cambiamento delle condizioni ambientali o l interazione con altre molecole potrà modificare reversibilmente la conformazione della proteina

29 ENZIMI I catalizzatori delle reazioni chimiche degli organismi Classe Tipo di reazione Esempio 1 Ossidoreduttasi Ossidoriduzioni Deidrogenasi 2 Trasferasi Trasferimento gruppi funzionali da una molecola all altra 3 Idrolasi Rottura idrolitica di una molecola in 2 molecole 4 Liasi Rimozione o aggiunta di un gruppo con trasferimento di elettroni 5 Isomerasi Spostamento di un gruppo funzionale all interno di una molecola 6 Ligasi Unione di 2 molecole per formare una singola molecola Chinasi (fosforilazione) Proteasi Fosfatasi (defosforilazione) Decarbossilasi Isomerasi cis-trans Sintasi

30 Transferasi: chinasi La fosforilazione è l aggiunta di un gruppo fosfato ad un aminoacido (serina, treonina tirosina) che può indurre un cambiamento conformazionale e regolare l attività della proteina. transferasi Il donatore del fosfato è l ATP ATP= adenosin trifosfato idrolasi

31 Transferasi: chinasi La fosforilazione è l aggiunta di un gruppo fosfato ad un aminoacido (serina, treonina tirosina) che può indurre un cambiamento conformazionale e regolare l attività della proteina. transferasi Idrolasi: fosfatasi La defosforilazione è la reazione inversa, cioè l eliminazione del gruppo fosfato con l aggiunta di una molecola di acqua (idrolisi). idrolasi

32 Transferasi: chinasi La fosforilazione è l aggiunta di un gruppo fosfato ad un aminoacido (serina, treonina tirosina) che può indurre un cambiamento conformazionale e regolare l attività della proteina. transferasi idrolasi

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