Enzimas

1. Sobre las enzimas:

a) ¿Qué función tienen en el metabolismo celular?

SOL. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos, es decir, aumentan la velocidad del metabolismo celular. Son indispensables por lo tanto para el mantenimiento de la vida celular.

b) ¿Cuál es su mecanismo de acción?

SOL. Ejercen su acción biológica uniéndose selectivamente a determinadas moléculas denominadas sustratos. El resultado de esta unión enzima-sustrato es que el sustrato S se transforma en otra molécula llamada producto P, mientras el correspondiente enzima actúa como catalizador de la reacción de transformación S→P. ¿Cómo? Disminuyendo la energía de activación.

*En una reacción química, los compuestos iniciales deberán pasar por un estado intermedio o de transición S* de mayor energía libre antes de transformarse en los productos. La diferencia entre la energía libre de dicho estado de transición y la de los reactivos iniciales es la que se conoce como energía de activación. Pues bien, el catalizador es una sustancia química que disminuye esa energía de activación, pero no altera el equilibrio de la reacción, de tal forma que este descenso puede llegar a acelerar la reacción 10⁷ veces.

c) ¿Qué significa que la actividad enzimática es específica y de qué depende?

SOL. Pues que cada enzima posee en su superficie una zona activa (centro catalítico) a la cual se adapta perfectamente la molécula de sustrato. A este modelo se le denomina llave-cerradura, y fue propuesto en 1894 por Fischer.

Posteriormente, en 1958, Koshland propuso una modificación, diciendo que es el propio sustrato el que induce el cambio conformacional específico del centro activo del enzima, el cual sólo adopta la forma complementaria a la del sustrato después de haberse unido a él (modelo del acoplamiento inducido).

La actividad enzimática depende de varios factores. Entre los principales podemos destacar: la concentración del sustrato y la constante de Michaelis K_M, las variaciones de temperatura y pH (cada enzima posee unos valores óptimos), presencia de inhibidores enzimáticos (disminuyen, e incluso anulan la velocidad de la reacción catalizada) o por el contrario de activadores (aceleran la reacción), etc.

Cinética de Michaelis. Ecuación de Michaelis-Menten

d) ¿Crees que es importante la estructura terciaria de la enzima para su función?

SOL. Sí. Excepto algunos tipos de ácido ribonucleico con capacidad catalítica (las ribozimas), el resto de los enzimas son proteínas. Como sabemos, la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas son las que determinan la funcionalidad de éstas, luego estructura y funcionalidad están íntimamente ligadas. De tal manera que la actividad de la enzima puede llegar a desaparecer o cambiar si se producen cambios notables en la temperatura y pH, ya que la enzima se desnaturalizaría.

e) ¿Qué son las coenzimas? ¿Cómo actúan? Razone las respuestas. SOL. 

Algunos enzimas están constituidos solamente por aminoácidos; sin embargo, otros llamados holoenzimas, carecen en su centro activo de los elementos químicos apropiados para la actividad que deben realizar. Por eso necesitan de la ayuda de determinadas sustancias no proteicas, llamadas coenzimas que, fijadas en su superficie mediante enlaces covalentes o débiles, aportan los grupos y funciones químicas de los que carece el enzima.