Acción enzimática - Enzim

 

Acción enzimática - Enzima

Una enzima es un catalizador biológico. Es una proteína que acelera la velocidad de una reacción química específica en la célula. La enzima no se destruye durante la reacción y se utiliza una y otra vez. Una célula contiene miles de diferentes tipos de moléculas de enzimas específicos para cada reacción química particular.

¿Cómo funcionan?

La acción de las enzimas se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. El sustrato se une a la enzima a través de numerosas interacciones débiles como ser: puentes de hidrógeno, electrostáticas, hidrófobas, etc, en un lugar específico llamado el centro activo. Este centro es una pequeña porción de la enzima, constituido por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato. Para ejercer su actividad las enzimas requieren, a menudo, de moléculas auxiliares, que se ubican en el centro activo de la enzima; en el caso de ser moléculas orgánicas reciben el nombre de coenzimas, mientras que si son iones metálicos (generalmente oligoelementos) se llaman cofactores entre los que se encuentran el hierro, cobre, yodo, manganeso, selenio, zinc, cromo, cobalto, flúor, litio y silicio. El conjunto enzima + cofactor o coenzima se denomina holoenzima, mientras que la parte proteica propiamente dicha se conoce como apoenzima. Usualmente las llamadas coenzimas no son simples moléculas auxiliares de las enzimas sino verdaderos sustratos de las reacciones pero que a diferencia del sustrato principal se regeneran fácilmente mediante reacciones simples.

Las enzimas tienen una estructura tridimensional sin la que no pueden desarrollar su actividad. En esa estructura poseen el centro activo al que se unen los sustratos y en el que se produce la reacción catalítica. Cuando el sustrato accede al centro activo, se produce un cambio en la estructura del conjunto enzima-sustrato pero una vez finalizada la catalización (catálisis: transformación química motivada por sustancias que no se alteran en el curso de la reacción) la enzima es recuperada sin ningún cambio en su estructura.

Las enzimas son esenciales para la vida ya que, de otra forma, las reacciones en las células ocurrirían lentamente.





Factores que influyen en la velocidad de las reacciones enzimáticas

Temperatura: Un aumento en la temperatura provoca un aumento de la velocidad de reacción hasta cierta temperatura óptima, ya que después de aproximadamente 450 C se comienza a producir la desnaturalización térmica. Las enzimas de muchos mamíferos tienen una temperatura óptima de 370 C, por encima de esa temperatura comienzan a inactivarse y se destruyen. Sin embargo, existen especies de bacterias y algas que habitan en fuentes de aguas termales y, en el otro extremo, ciertas bacterias árticas tienen temperaturas óptimas cercanas a 00 C. Un ejemplo interesante lo constituyen las ADN polimerasas aisladas de las bacterias que crecen en aguas termales. Cuando explicamos en el capítulo 15 la reacción de la polimerasa en cadena (PCR) comentamos que constaba de ciclos de calentamiento y enfriamento, durante el calentamiento se separaban las hebras de ADN y durante el enfriamiento se volvía a restaurar el dúplex. Lo que hizo posible esta reacción fue el descubrimiento de ADN polimerasas que funcionan a temperaturas altas.



pH (grado de acidez de la solución) El pH no afecta la actividad enzimática directamente sino que modifica la concentración de protones (H+). Los protones además de alterar la estructura de la enzima y el sustrato, pueden participar también en la reacción como sustrato o producto. En esos casos, la concentración de protones afecta directamente la velocidad de la reacción.