Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 7

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo al settimo dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. 
Oggi si parla di enzimi.

Prima di tutto, ecco il testo della domanda.

Quale delle seguenti affermazioni NON è corretta riguardo agli enzimi? 
A) Aumentano l’energia di attivazione di una reazione 
B) La loro forma può essere modificata dal substrato 
C) La loro struttura primaria è una sequenza di aminoacidi 
D) Possono essere riutilizzati
E) L’alta temperatura può denaturarli

COSA SONO GLI ENZIMI

Un enzima è una proteina che ha il compito di consentire le reazioni chimiche nel nostro organismo, catalizzandole, ovvero aumentandone la velocità.

Alcuni enzimi, detti enzimi coniugati, possiedono, legato alla loro catena proteica, un co-enzima; si tratta di un fattore che ha la funzione di facilitare l’azione dell'enzima stesso. 
Il co-enzima può avere una diversa natura chimica:

• Può essere uno ione: ad esempio, uno ione di ferro (Fe), di zinco (Zn) o di cobalto (Co).

• Può essere una vitamina, ad esempio il Co-enzima A, derivato dalla vitamina A. 

Struttura chimica del Co-enzima A. Immagine da wikipedia.

• Può essere rappresentato da una molecola più complessa, come i  cofattori il Nicotinamide-Adenin-Dinucleotide, NAD, e il Flavin-Adenin-Dinucleotide, FAD, coinvolti nella respirazione cellulare. Qui un interessantissimo video sulla respirazione cellulare, ovvero il meccanismo che porta alla produzione di energia nel nostro organismo. Il video è in inglese ma, grazie alle immagini, è di facile comprensione.

Struttura chimica del FAD. Immagine da wikipedia.

Struttura chimica del NAD rappresentata con un modello 3D. Immagine da wikipedia.  

L’attività di un enzima è altamente specifica per il tipo di reazione che esso catalizza e per il tipo di reagente (chiamato anche substrato che interviene nella reazione chimica).

Gli enzimi sono molto specifici: possono legarsi solo a  certi substrati. L'immagine mostra chiaramente come  I due enzimi (in giallo) possano legarsi solo a substrati che presentino una conformazione tridimensionale compatibile con il loro sito attivo. Immagine da http://www.chem4kids.com

Il meccanismo d'azione di molti enzimi viene interpretato secondo il cosiddetto modello "chiave e serratura": gli enzimi hanno una regione, chiamata sito attivo, specifica e conformata in modo da adattarsi solo alla struttura del substrato con il quale devono reagire.

Meccanismo chiave-serratura: l'enzima si adatta al proprio substrato, come una chiave si adatta in modo specifico ad una serratura. Immagine da http://www.chem4kids.com

Alcuni enzimi,  invece, funzionano secondo il modello dell'"adattamento indotto": è il substrato stesso che determina una variazione nella conformazione del sito attivo dell'enzima, nel momento in cui l'enzima ed il substrato si uniscono.

Meccanismo dell'adattamento indotto: quando il substrato entra a contatto con l'enzima ne modifica il sito attivo. Immagine di wikipedia.

Indipendentemente dal meccanismo d'azione, l'enzima non modifica la reazione chimica, si limita a velocizzarla; al termine della reazione l'enzima non viene modificato e può catalizzarne una nuova.

Naturalmente l'azione catalitica di un enzima è finemente regolata da vari fattori, ad esempio: la temperatura, il pH, ma anche la presenza di sostanze che attivano l'enzima o lo inibiscono.

Un eccessivo aumento della temperatura provoca la denaturazione degli enzimi: si tratta di una  modificazione irreversibile del sito attivo dell'enzima.

Direi che siamo pronti per rispondere al quesito.

Quale delle seguenti affermazioni NON è corretta riguardo agli enzimi?

A) Aumentano l’energia di attivazione di una reazione 
Questa affermazione non è corretta: l'enzima, al contrario, diminuisce l'energia di attivazione di una reazione chimica.

B) La loro forma può essere modificata dal substrato
Questa affermazione è corretta: alcuni enzimi,  infatti, funzionano secondo il modello dell'"adattamento indotto"; il substrato determina una variazione nella conformazione del sito attivo dell'enzima, nel momento in cui l'enzima ed il substrato si uniscono.

C) La loro struttura primaria è una sequenza di aminoacidi
Anche questa affermazione è naturalmente corretta: gli enzimi sono proteine e, in quanto tali, sono sequenze di amminoacidi.
Gli amminoacidi si legano tra loro, facendo reagire il gruppo amminico di un amminoacido con il gruppo carbossilico di un altro, con perdita di una molecola di acqua.
Il legame che si produce è detto legame peptidico.
Ecco un video:

Per approfondire struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria di una proteina, cliccare qui.

D) Possono essere riutilizzati 
Ovviamente l'affermazione è giusta: al termine della reazione chimica l'enzima non viene modificato e può catalizzarne una nuova.


E) L’alta temperatura può denaturarli
Anche quest'ultima affermazione è corretta:un eccessivo aumento della temperatura, infatti,  provoca la denaturazione degli enzimi, ovvero una modificazione irreversibile del loro sito attivo.

Direi che, anche per oggi, è tutto!

Per approfondire, cliccare sull'immagine sottostante:

Post precedenti con i quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina:

• Primo quesito - Molecole biologiche: ATP, DNA, Metionina, NADH, Piruvato 
• Secondo quesito - DNa e percentuali di basi azotate
• Terzo quesito - Neuroni e nodi di Ranvier
• Quarto quesito - Cellula eucariote e procariote. Si parla anche di: parete cellulare, ribosomi, pori nucleari e trascrittasi inversa
• Quinto quesito - La fotosintesi e le reazioni redox negli esseri viventi
• Sesto quesito - Tetano (e uso degli antibiotici nelle malattie batteriche), malaria, carcinoma, diabete e influenza

Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla settima domanda!
Tania Tanfoglio