Enzimi come catalizzatori

Gli enzimi accelerano (catalizzano) una reazione generando un ambiente specifico che favorisce energeticamente la reazione stessa. La reazione avviene all’interno del sito attivo dell’enzima, ovvero di una porzione specifica dell’enzima cui si lega il substrato da catalizzare. La formazione del complesso substrato-enzima, è imprescindibile per la catalisi ed anche per l’elaborazione matematica della cinetica delle reazioni.

Il ruolo di un enzima è quello di aumentare la velocità di una reazione senza modificarne gli equilibri.

Nel catalizzare una reazione secondo il proprio gradiente energetico, il catalizzatore abbassa l’energia di attivazione. In altri termini, pur essendo la reazione in un equilibrio favorevole, affinché essa possa avvenire è necessario abbattere la barriera energetica corrispondente all’energia necessaria ad allineare i gruppi reagenti, a formare cariche transitorie instabili, a riorganizzare legami ecc. affinché la reazione possa procedere.

Per superare questa barriera, condizione indispensabile ai fini della reazione, le molecole devono raggiungere un livello energetico più alto, al punto più elevato le molecole possono reagire in entrambe le direzioni possibili trovandosi in quello che è definito stato di transizione, possibile grazie all’energia di attivazione ovvero la differenza fra il livello energetico di partenza e quello dello stato di transizione.

Anche la velocità di una reazione dipende dall’energia di attivazione e sarà tanto più lenta quanto maggiore l’energia di attivazione richiesta. Per abbassare l’energia di attivazione possono essere utilizzati dei catalizzatori, che quindi accelerano la velocità in virtù della minore energia richiesta.
L’enzima non viene consumato durante il processo ed il punto di equilibrio resta inalterato. La reazione raggiunge però il punto di equilibrio molto più rapidamente, come è logico immaginare, in presenza dell’enzima.