Tema: Enzimas
Síntesis del tema:
Generalidades:
Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores, aumentan la velocidad de las reacciones químicas. En éstas se unen a los reactantes (sustratos) y liberan producto
Después cada ciclo catalítico las enzimas recuperan su estado inicial.
Centro activo: Proporciona las propiedades catalíticas. Es una zona en la que se forma el complejo enzima-sustrato
Dos enzimas distintan que catalizan la misma reacción son denominadas isoenzimas.
Cuando el sustrato posee al menos un carbono quiral, las enzimas reconocen un determinado estereoisómero del sustrato.
Las enzimas que están implicadas en el metabolismo de los aminoácidos son estereoespecíficas para las formas L. Esta especifidad fue explicada, en un principo por el modelo de la llave y la cerradura (la forma del centro activo es complementaria a la del sustrato y encaja perfectamente en éste). Actualmente, se sabe que en esta unión se pueden producir deformaciones en la enzima, el sustrato, o ambos...
También está la teoría del ajuste inducido (el centro activo tiene el potencial suficiente para unir el sustrato).
Las propiedades del centro activo de una enzima, tienen amplia relación con su forma y con el tipo de disposición de las cadenas laterales de los aminoácidos.
En la anterior imagen, podemos visionar cómo se da una reacción sin presencia de enzimas (línea negra) y cómo se da con la presencia de las enzimas, usualmente se pasa de una alta energía de activación a varias pequeñas energías de activación
Clasificación y nomenclatura
Inicialmente, las enzimas eran identificadas con un nombre trivial que terminaba en el sufijo -asa, este sufijo dejó de ser útil a medida que crecía el número de enzimas conocidas. El nombre de la enzima debe permitir una identificación de la clase de reacción que cataliza y el sustrato fisiológico que prefiere (idealmente)
En la vida real, se utilizan dos tripos de nommenclatura (conservan el prefijo -asa):
1. Nomenclatura recomendada: Informativa y sencilla. Indica el sustrato y el tipo de reacción catalizada.
2. Nomenclatura sistemática: Específica y rigurosa.
Las enzimas se identifican por un número de clasidicación, dado por la Comisión de Enzimas de la unión internacional de química pura y aplicada, el número es precedido por las siglas EC y contiene cuatro dígitos, (clase, subclase, subsubclase y el número de orden (1-6))
Mecanismos de acción
Cabe resaltar que la enzima por sí sola no puede realizar una reacción, que su función es aumentar la velocidad de la reacción, disminuye la energía de activación.
La enzima logra que los sustratos roten y se encuentren con los átomos correctos para formar un enlace. Dan carga a los sustratos para hacer que los sustratos sean químicamente más reactivos. La enzima cambia de forma al unirse al sustrato. Puede hacer que los enlaces del sustrato se estiren para lograr más rápido el estado de transición y de ahí, llegar a la formación de producto.
Cinética
Efecto de la concentración de sustrato sobre la velicidad de reacción:
[E - S] depende de [E] y [S] y de la eficiencia catalítica de la enzima.
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| Disponible en: http://perso.wanadoo.es/sancayetano2000/biologia/images/Cinenzima.gif |
Usualmente, la velocidad de la reacción varía hiperbólicamente en función de la concentración del sustrato
En la gráfica podemos observar un nuevo término Km, el cual, es la concentración necesaria de sustrato necesaria para llegar a la mitad de la velocidad máxima.
Coenzimas
Son moléculas orgánicas complejas no protéicas que participan en la catálisis, brindando grupos funcionales (similar a como lo hacen las cadenas R de los aminoácidos).
Cada una está encargada de catalizar un tipo específico de reacción para una clase de sustratos con determinadas características estructurales.
Se dividen en:
De activación - transferencia: participan directamente en la catálisis, formando un enlace covalente con una parte del sustrato.
De oxidación - reducción: Generalmente se ven en el transporte de electrones o protones.
En la universidad Santiago de Compostela (USC) el centro de innovación y transferencia de Tecnología adelanta una investigación en la que logran reducir la comida ingerida por ratones, esto lo logran controlando las enzimas que producen desde el hipotálamo, región del encéfalo.
Para una ampliación de la información pueden visitar http://imaisd.usc.es/prensadosier.asp?i=es&s=-70-71&id=529
El instituto de Química-Física "Rocasolano", mediante un estudio, demostró que ciertas enzimas de bacteriófagos puede ser utilizado contra las infecciones bacterianas (terapéuticamente). Información a más detalle en: http://www.madrimasd.org/informacionIdi/analisis/analisis/analisis.asp?id=34241
Bibliografía:
• Lozano Teruel José Antonio, Galindo Cascales Jesús David, García José Carlos, Martínez José Hilario, Peñafiel García Rafael, Solano Muñoz Francisco. Bioquímica y biología molecular. 2a edición. España. McGraw-Hill Interameciana de España; 2000
• Smith Colleen, Marks Allan, Lieberman Michael. Bioquímica básica de Marks Un enfoque clínico. 2da edición. España. McGraw-Hill - Interamericana de España; 2006
• Raisman J. S, González Ana M. Mecanismo de acción de las enzimas [Internet] [Consultado 2010 octubre 3] Disponible en: http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/enzimas.htm
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