Bioquímica Celular: Vitaminas, Enzimas y Regulación Metabólica

Bioquímica: Las Vitaminas

Las vitaminas son compuestos orgánicos relativamente sencillos y que son imprescindibles para la vida.

¿Por qué son esenciales en la dieta?

• Son esenciales porque no pueden ser sintetizados por los organismos animales.

Ejemplo de Vitamina y Efectos de su Carencia

• Vitamina A: Es una vitamina liposoluble.
• Efectos de su carencia: Ceguera nocturna, desecación epitelial y detención del crecimiento.

Las Enzimas: Catalizadores Biológicos

Gracias a las enzimas, las reacciones químicas ocurren en las células de una manera compatible con la vida.

Papel de las Enzimas en las Reacciones Químicas

• Actúan facilitando las transformaciones químicas, acelerando las reacciones y disminuyendo la energía de activación.

Representación Gráfica de la Energía de Activación

(Dibujo o Gráfico Ilustrativo)

• Curva A: Representa la energía de activación con la enzima.
• Curva B: Representa la energía de activación sin la enzima.

La Reacción Catalizada por la Enzima Fosfoglicerato Mutasa

La siguiente reacción está catalizada por la enzima fosfoglicerato mutasa. Se trata de una reacción específica y reversible que ocurre en el citoplasma de la célula.

¿Qué es una Enzima?

• Una enzima es una proteína con una función catalítica, es decir, una proteína que regula reacciones químicas de los seres vivos.

Especificidad y Reversibilidad de la Actividad Enzimática

• Especificidad: La conformación tridimensional del centro activo de la enzima es tal que resulta complementaria a la molécula de sustrato a la que se une.
• Reversibilidad: Es temporal y sucede cuando se une un inhibidor a una enzima.

Factores que Afectan la Actividad Enzimática: Temperatura y pH

• Temperatura: Las variaciones de temperatura inducen cambios conformacionales en la estructura terciaria o cuaternaria de las enzimas, alterando sus centros activos y, por lo tanto, su actividad biológica.
• pH: Las variaciones del pH del medio provocan un cambio en las cargas eléctricas superficiales de las enzimas, alterando su estructura terciaria y, por tanto, su actividad.

Análisis de la Actividad Enzimática Salivar en Relación al pH

En el gráfico (gráfico de 3 curvas con picos) se representa la variación de la actividad de tres enzimas salivares en relación al pH.

Comportamiento de las Enzimas Salivares

• ¿Se comportan las tres enzimas de la misma manera? No, su actividad depende del pH y la temperatura.

pH Óptimo de las Enzimas

• pH óptimo:
  • Enzima 1 (E1): pH 3
  • Enzima 2 (E2): pH 7
  • Enzima 3 (E3): pH 11

Naturaleza de las Enzimas

• Naturaleza de las enzimas: Son de naturaleza proteica.

Efecto de la Temperatura en la Actividad de las Enzimas A y B

El esquema anexo (gráfico de 2 curvas con puntos sueltos, blancos y negros) representa el efecto de la temperatura sobre la actividad de dos enzimas, A y B.

Comparación del Comportamiento Enzimático

• ¿Se comportan de la misma manera? No, porque la enzima B muestra mayor actividad enzimática a mayor temperatura.

Actividad Enzimática a Diferentes Temperaturas

• Si la enzima A cataliza la reacción X → Y y la enzima B cataliza Y → Z:
  • A 40ºC: La enzima A es más activa.
  • A 70ºC: La enzima B es más activa.

Definición de Enzima (Reiteración)

• Una enzima es una proteína con una función catalítica, es decir, una proteína que regula reacciones químicas de los seres vivos.

Otros Factores que Modifican la Actividad Enzimática

• pH: Provoca cambios en las cargas eléctricas de la enzima.
• Inhibidores reversibles: Se unen al centro activo, suprimiendo la actividad de las enzimas.

Variación de la Actividad de las Enzimas A y B en Función de la Temperatura

En el gráfico (dos curvas, una con un pico muy alto en 35) que se ve al margen, se representa la variación de la actividad de dos enzimas, A y B, respecto a la temperatura.

Diferencias y Temperaturas Óptimas

• Explicación de las diferencias: La enzima A tiene menor actividad enzimática general y solo supera a la enzima B en su temperatura óptima. La enzima B tiene mayor actividad enzimática general y es menor solo cuando la enzima A alcanza su temperatura óptima.
• Temperaturas óptimas:
  • Enzima A: 35ºC
  • Enzima B: 40ºC

Efecto de una Enzima en una Reacción Química

• Efecto: Una enzima aumenta la velocidad de reacción.
• Razón: Se debe a que disminuye la energía de activación necesaria para la reacción.