Enzimele

Enzimele

In organismele vii se petrec cu o uimitoare usurinta, la temperatura joasa si in solutie practic neutra, un numar mare de reactii pe care chimistul nu le poate efectua in laborator decat lucrand la temperaturi si presiuni ridicate, in prezenta de acizi sau de baze tari, de dizolvanti neaposi sau de catalizatori heterogeni metalici. Printre aceste reactii se numara atat degradari de molecule (hidrolize si oxidari) cat si sinteza de compusi cu structura complicata. Intelegerea mersului acestor reactii este importanta, in primul rand pentru cunoasterea unor fenomene naturale de cea ma mare amploare si raspandire, in al doilea rand pentru interesul practic pe care il prezinta. Nu este absurda speranta ca , o data cunoscut mersul reactiilor din celulele vii, acestea vor putea fi imitate in laborator si in industrie sau chiar dirijate pe cai noi.
S-a recunoscut inca de mult ca organismele folosesc, pentru realizarea acestor transformari chimice, catalizatori organici, continuti in concentratii mici in celule sau in sucurile secretate de acestea, cum sant sucurile digestiei, laptele, urina etc.
S-a dat acestor catalizatori numele de fermenti sau enzime (de la enzyme, literal: “in aluat”).

Scurt istoric

Reactii enzimatice au fost folosite din timpurile cele mai vechi pentru fabricarea vinului, a otetului, a berii si a branzei. O cercetare sistematica a lor a fost interprinsa abia in epoca moderna.
In 1713, Reamur a observat dizolvarea carnii in sucul stomacal al ciorii. De asemenea, fiziologul Spallanzani (1783) a hranit animale cu bucati de carne invelite in retele de sarma si observat dizolvarea carnii in stomac.
Stahl, fondatorul teoriei flagisticului, explica fermentatia ca un proces in care una din substantele prezente transmite “miscarea sa interna” substantei care fermenteaza (1697). In 1680, van Leeuwenhoeck a observat la microscop celulele drojdiei de bere, dar aceasta descoperire nu a fost luata in seama timp de doua secole. Lavoisier (1789) a facut un bilant de materiale al fermentatiei, aratind ca oxigenul, hidrogenul si carbonul din zahar se regasesc in alcoolul si bioxidul de carbon ce iau nastere.
In cursul sec. al XIX-lea au fost preparate multe extracte de enzime. Astfel, dupa ce Kirchoff a observat , in 1820 , ca o componenta glutinoasa din bobul de orz incoltit, numit malt, transforma cantitati de amidon mult mai mari decat propria sa greutate, intr-un zahar solubil, maltoza, Dubrunfaut a gasit , in 1830, ca extractul apos, limpede, de malt are aceeasi actiune solubilizanta asupra amidonului ca maltul insusi. Din acest extract, Payen si Persoz(1833) au izolat, prin precipitarea cu etanol, prima enzima, amilaza (fireste foarte inpura), sub forma unui material solid alb, amorf, capabil sa solubilizeze o cantitate de amidon de 2000 de ori mai mare decat propria sa greutateIn 1830, Robiquet si Boutron-Chalard au descoperit hidroliza amigdalinei, cu extract de migdale amare, iar in 1837, Liebig si Wohler au izolat enzima respectiva, numind-o emulsina. Printre primele enzime izolate (in stare impura) vom mai mentiona: pepsina din sucul gastric(Schwann, 1836);tripsina, din sucul pancreatic (Kuhne, 1848); lipaza (Claude Bernard, 1849); invertaza (Mitscherlich, 1841; Berthelot, 1860); ureeza (Musculus, 1882) etc.
Un moment istoric deosebit de important este recunoasterea clara, de catre Berzelius, in 1835, a caracterului catalictic al reactiilor enzimatice, precum si a rolului esential pentru viata animalelor si a plantelor jucat de aceste reactii.
In anul 1940,cercetatorul american Edward Howell a...