Un enzima allosterico è una sostanza chimica coinvolta nella regolazione dei processi cellulari. Questi enzimi svolgono un ruolo nel metabolismo cellulare catalizzando vari eventi, come altri enzimi, e possono anche essere usati per controllare la velocità del metabolismo. Sono utilizzati dalla cella per mantenere alta l’efficienza operativa e per prevenire lo spreco di energia e la produzione non necessaria all’interno della cella. I ricercatori che li studiano spesso lavorano con batteri come l’Escherichia coli per saperne di più su come funzionano questi enzimi e cosa succede quando la loro struttura cambia.
La funzione degli enzimi può essere modificata legando inibitori o attivatori al sito attivo sull’enzima. Con gli enzimi allosterici, gli inibitori o gli attivatori, noti anche come effettori o molecole regolatrici, si legano in realtà a un sito diverso dell’enzima. Ciò modifica la struttura dell’enzima, alterandone di conseguenza la funzione.
Quando un inibitore si lega a un enzima allosterico, l’enzima viene effettivamente disattivato e non è più in grado di funzionare nel corpo. Gli attivatori, invece, attivano l’enzima in modo che possa svolgere una funzione. Le molecole regolatrici possono staccarsi secondo necessità. Usando questo sistema, le cellule possono regolare l’attività degli enzimi in risposta a situazioni mutevoli, attivando gli enzimi secondo necessità e disattivandoli quando non vogliono che funzionino.
Il sito di legame a cui si attacca una molecola di regolazione è noto come sito allosterico sull’enzima. La regolazione allosterica degli enzimi coinvolge un numero di molecole diverse che possono essere inserite in questo sito, proprio come le chiavi si inseriscono in una serratura. Con l’inibizione, l’enzima viene mantenuto in modo che sia pronto quando necessario, ma non funzionerà prima che sia richiesto e, con l’attivazione, viene attivato in modo che possa svolgere una funzione metabolica desiderata. Il corpo bilancia il numero di enzimi attivi e inattivi per modulare un’ampia varietà di processi biologici.
Oltre ad essere utilizzati dal corpo, gli enzimi allosterici possono anche essere sfruttati da un medico. Mirare al sito di legame su uno potrebbe consentire la somministrazione di farmaci unici per modificare la forma, e quindi la funzione, di un enzima. La modulazione allosterica potrebbe essere utilizzata per trattare una serie di condizioni mediche con una terapia mirata con precisione che può causare meno effetti collaterali e altri problemi perché si concentra su un enzima specifico all’interno del corpo, piuttosto che su un’ampia regione.