Enzimas: Características, Tipos, Función y Factores que Afectan su Actividad
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Las Enzimas: Catalizadores Biológicos Esenciales
Las enzimas son catalizadores de las reacciones químicas. Su función principal es disminuir la energía de activación necesaria para que se produzcan las reacciones de síntesis o degradación. Presentan las siguientes características:
- Son altamente específicas para las reacciones que catalizan.
- Son proteínas y, por lo tanto, responden a todas las características de las mismas.
- Actúan como catalizadores biológicos.
Su presencia es crucial para el mantenimiento de la vida. Sin ellas, la degradación de moléculas orgánicas sería tan lenta que se pudrirían, ocasionando graves consecuencias en los procesos biológicos. Las reacciones de síntesis, por su parte, serían prácticamente imposibles.
Catalizadores Biológicos vs. Catalizadores Químicos
| Catalizadores Biológicos (Enzimas) | Catalizadores Químicos |
| Son específicos para una determinada reacción química. | Aceleran cualquier reacción de manera inespecífica. |
| Son mayoritariamente proteínas. | Son sustancias simples finamente divididas. |
| Son saturables. | No son saturables. |
| Son altamente eficaces. | Son medianamente eficaces. |
| Su actividad catalítica puede ser regulada. | No pueden ser reguladas. |
| Son termolábiles y su actividad puede variar según el pH del medio. | No son termolábiles ni se alteran con cambios de pH. |
Especificidad de las Enzimas
La especificidad se refiere a la capacidad de las enzimas para seleccionar el sustrato y la reacción que catalizan. Existen varios tipos de especificidad:
- Estereoespecificidad: Reconocen solo una de las formas (isómeros) que pueden tener ciertos sustratos, a pesar de tener la misma composición.
- De Sustrato: Aceptan solo un tipo de sustrato.
- De Grupo: Reconocen un grupo químico específico, el que van a catalizar, independientemente del resto del sustrato.
- De Reacción: Llevan a cabo una reacción específica, independientemente del sustrato.
Nomenclatura de las Enzimas
La nomenclatura más común de las enzimas se basa en el nombre del sustrato o de la reacción que cataliza, seguido del sufijo "asa". Por ejemplo, la ATPasa hidroliza las moléculas de ATP.
Mecanismo de Acción de las Enzimas
Las enzimas poseen un centro activo donde se alojan los sustratos que van a reaccionar. La estructura formada por la enzima y el sustrato se denomina "complejo enzima-sustrato". Aunque las enzimas participan en la reacción, no se modifican. Al final de la reacción, quedan listas para catalizar otra.
Si la reacción es catabólica, solo un sustrato entra al centro activo de la enzima y, tras la reacción, se degrada o se separa.
Si la reacción es anabólica, dos sustratos entran al centro activo de la enzima y se unen para formar un nuevo producto.
Factores que Influyen en la Actividad Enzimática
- pH: El pH debe ser óptimo para la reacción. Un pH fuera del rango óptimo disminuye la velocidad de reacción al afectar la estructura de la enzima.
- Temperatura: Temperaturas muy altas desnaturalizan la enzima, haciéndola perder su funcionalidad. Temperaturas muy bajas reducen la movilidad de las enzimas, disminuyendo la velocidad de reacción. La temperatura óptima varía según la enzima.
- Cantidad de Sustrato: Cantidades muy altas de sustrato pueden saturar la enzima, mientras que cantidades muy bajas impiden que la reacción ocurra eficientemente.
- Concentración de la Enzima: Una concentración baja de enzima limita la velocidad de reacción.
- Tamaño del Sustrato: Un sustrato disperso y de tamaño adecuado facilita la catálisis, permitiendo un mejor encaje en el centro activo.
- Presencia de Inhibidores: Ciertas sustancias, compuestos o iones pueden inhibir la actividad enzimática, incluso detenerla por completo.
- Presencia de Cofactores: Algunas enzimas requieren compuestos adicionales (cofactores) para funcionar correctamente. Estos cofactores estabilizan las subunidades enzimáticas o participan directamente en la reacción.
ATP (Adenosín Trifosfato)
El ATP es la principal molécula de almacenamiento de energía en el organismo. Se forma por la unión de un nucleósido de adenina con dos grupos fosfato (ADP) y un tercer grupo fosfato. Este último enlace es de alta energía y da origen a la molécula de ATP.