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L’azione degli enzimi ossidativi

Nel 1955 il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina è stato assegnato ad Alex Hugo Theodor Theorell per la sua scoperta della natura e del meccanismo d'azione degli enzimi ossidativi.


Gli enzimi accelerano le reazioni molecolari lente che non avvengono spontaneamente. Possono essere diversi tipi di molecole e ancora non conosciamo il loro numero totale. Gli enzimi ossidativi sono stati scoperti per la prima volta (1933-35) da Otto Warburg, il pioniere degli enzimi (1). Negli anni Trenta del Novecento c'era un forte interesse nelle reazioni di ossidazione e riduzione negli organismi viventi, che supportavano la trasduzione dell'energia e la trasformazione dei metaboliti. Gli enzimi ossidativi sono responsabili della catalisi di queste reazioni di ossidazione. Warburg ha fatto la grande scoperta della divisione e ricombinazione dell'enzima giallo (2). Il colore dell'enzima giallo si perde con la riduzione e ritorna con l'ossidazione: questa caratteristica lo rende un perfetto modello per studiare il meccanismo d'azione degli enzimi ossidativi.


Axel Theorell ha lavorato per diversi mesi nel laboratorio di Warburg ed è stato in grado di analizzare la reazione di ossido-riduzione dell'enzima giallo in maggior dettaglio. Per farlo, ha sviluppato una macchina per l'elettroforesi per separare i diversi componenti lipidici dell'enzima. Studiando e isolando l'enzima giallo, ha determinato che era di fatto una proteina con un peso molecolare di 75 000. Era la prima volta che qualcuno era in grado di separare un enzima attivo in componenti – una proteina e un gruppo prostetico o coenzima – purificati. Individualmente ciascuna parte era inattiva, ma una volta combinate era possibile riottenere l'attività enzimatica.


L'analisi chimica e fisica di Theorell dell'enzima giallo lo mise ai primi posti nella ricerca sulle vitamine, i coenzimi e i gruppi prostetici. Lavorò in particolare allo studio degli enzimi che contenevano ferro e per questo dovette isolare, purificare e caratterizzare il maggior numero possibile di enzimi diversi per ogni categoria. Studi comparativi hanno poi fornito informazioni sulla loro fisiologia, soprattutto sugli enzimi cha hanno ioni come coenzimi – le emoglobine, i citocromi, le perossidasi e le catalasi. Prima che Theorell iniziasse le sue ricerche, si sapeva poco di queste sostanze che sono necessarie per la vita.


Una parte fondamentale del lavoro di Theorell ha riguardato la dinamica degli enzimi, come la velocità delle reazioni enzimatiche e la direzione delle reazioni negli organismi viventi. Questi esperimenti sono stati di importanza fondamentale, e possono anche essere considerati come un modello di indagine in enzimologia. La ricerca di Theorell ha chiarito la nostra comprensione di molti degli enzimi necessari per la vita.



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