Enzimas: clasificación y funciones

Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos, haciendo posible reacciones que en condiciones fisiológicas no tendrían lugar. Más del 90% de las enzimas son proteínas globulares o escleroproteínas, y el resto se encuentran conjugadas a un grupo prostético. Una enzima puede estar asociada a otras sustancias no proteicas para ejercer su actividad en condiciones óptimas, estas sustancias se denominan cofactores y pueden ser compuestos inorgánicos, iones metálicos o compuestos orgánicos unidos fuerte o débilmente a la fracción proteica.

Clasificación de las enzimas

En función de su acción catalítica específica, las enzimas se clasifican en 6 grandes grupos o clases: oxidoreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas, ligasas.

Oxidoreductasas

Catalizan reacciones de oxido reducción, es decir, transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un sustrato a otro.

Transferasas

Catalizan la transferencia de un grupo químico (distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro.

Hidrolasas

Catalizan las reacciones de hidrólisis.

Liasas

Catalizan reacciones de ruptura o soldadura de sustratos.

Isomerasas

Catalizan la interconversión de isómeros.

Ligasas

Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea de un nucleótido.

Ciclo de Krebs

Es una ruta anabólica que participa en procesos catabólicos y anabólicos. El ciclo proporciona a-cetoglutarato y oxalacetato para la síntesis de glutarato y aspartato respectivamente, entre otras moléculas fundamentales para la célula.

1. El piruvato pierde el grupo carboxilo como CO2 y los dos carbonos restantes unidos a CoA conforman la acetil-CoA.

2. En la reacción se reduce una NAD a NADH.H a los otros transportadores de cadena respiratoria, con la consecuente formación de ATP.

Reacción 1: condensación de oxalacetato con acetil-CoA. La enzima citrato sintasa condensa a la acetil-CoA (2C) con el oxalacetato (4C) para dar una molécula de citrato (6C). La reacción es frecuentemente exergónica: es irreversible.

Reacción 2: isomerización del citrato a isocitrato.

Reacción 3: oxidación y descarboxilación del isocitrato. El isocitrato es sustrato del isocitrato deshidrogenasa, enzima que tiene como cofactor una NAD.

Reacción 4: el a-cetoglutarato se transforma en succinil-CoA en este paso ocurre la segunda descarboxilación oxidativa, catalizada por la a-cetoglutarato deshidrogenasa, que lleva a la formación de succinil-CoA (4C).

Reacción 5: la succinil-CoA rinde succinato y GTP. La succinil-CoA es un tioéster de alta energía con un AG de hidrólisis de -33.5 KJ mol-1 aproximadamente. La energía liberada por esa ruptura se usa para generar un enlace fosfoanhidro entre un fosfato y un GDP para dar 1GTP por fosforilación a nivel de sustrato. En la reacción se libera HSCoA.

Reacción 6: el succinato se transforma en fumarato. El succinato es oxidado a fumarato por la succinada deshidrogenasa, enzima que tiene como cofactor la FAD.

Reacción 7: el fumarato se hidrata y genera malato. La fumarasa cataliza la adición de agua, es decir la hidratación de fumarato. El producto de la reacción es el malato.

Reacción 8: el malato se oxida a oxalacetato. Dada la naturaleza cíclica de la vía, las reacciones en su conjunto conducen a la regeneración del oxalacetato. La malato deshidrogenasa cataliza la oxidación de malato a oxalacetato con la reducción de un NAD: se forman ATP en la cadena respiratoria.