Enzimas: Clasificación, Nomenclatura, Actividad Catalítica y Factores que la Afectan

Enzimas

Reacciones Químicas y Catalizadores

• Reacciones químicas: Tienden a transformar las sustancias introducidas con los alimentos a fin de obtener energía y materia prima para la síntesis de nuevas estructuras moleculares.
• Catalizadores: Agentes capaces de acelerar una reacción química sin formar parte de los productos finales ni desgastarse en el proceso.
• Enzimas: Actúan disminuyendo la energía de activación de una reacción. Muestran mayor especificidad, solo catalizan una reacción química determinada. Algunas enzimas actúan sobre sustancias distintas, pero en general se trata de compuestos homólogos y la reacción catalizada es siempre del mismo tipo.
• Sustrato: Sustancias sobre las cuales actúan las enzimas.
• Cofactor: Molécula no proteica de tamaño pequeño. Intervienen activamente en la reacción experimentando cambios que compensan las transformaciones sufridas por el sustrato.
• Apoenzima: Macromolécula no dializable que forma parte de la holoenzima.
• Holoenzima: Sistema completo, está constituido por la proteína, designada apoenzima, y el cofactor.
• Metaloenzima: En todas las metaloenzimas, la eliminación del componente metálico determina la pérdida de actividad. (Ej: Fe, Cu, Zn, Mo, Mg, Se, Cd).

Clasificación de las Enzimas

• Oxidorreductasas – redox (transferencia de e-)
• Transferasas – transferencias de grupos.
• Hidrolasas – hidrólisis.
• Isomerasas – isomerización.
• Liasas — adición doble enlace.
• Ligasas – unen dos moléculas.

Formas de Nombrar las Enzimas

• Nombre del sustrato + terminación + asa (aspartasa)
• Nombre de la reacción + terminación + asa (descarboxilasa)
• Sustrato y nombre de la reacción + asa (glucosa oxidasa)
• Nombres que no se relacionan con el nombre del sustrato o de la reacción (amilasas)

Actividad Catalítica

La actividad catalítica de una enzima resulta de la unión de la molécula de sustrato al sitio activo para formar un complejo enzima-sustrato. La estructura de la molécula de sustrato debe encajar y enlazarse a los grupos cargados en el sitio activo de la enzima.

El sitio activo de una enzima es una depresión o hendidura relativamente pequeña que tiene las características correctas de geometría y carga para unirse a la molécula de sustrato. Es una agrupación de un número no muy grande de aminoácidos distribuidos de manera precisa.

Enzimas Selectivas

La mayoría de las moléculas no encajan debido a que no tienen la geometría y la distribución de carga correctas. Por esta razón, las enzimas son muy selectivas hacia los sustratos sobre los que actúan. Las enzimas solamente catalizan reacciones de moléculas que encajan en sus sitios activos.

Teoría de la Acción de las Enzimas

• Teoría del candado y la llave: La forma del sitio activo es el complemento del sustrato. Se encontró que los sitios activos en las enzimas cambian sus formas para acomodarse a los sustratos.
• Teoría del ajuste inducido: Mientras que el sustrato se enlaza al sitio activo, la enzima ayuda a romper los enlaces dentro del sustrato y produce enlaces nuevos en los productos. El rompimiento y formación del enlace se lleva a cabo por las interacciones entre las cadenas laterales de la enzima y los enlaces dentro del sustrato.

¿Dónde se Encuentran las Enzimas?

Una vez sintetizadas en las células, las enzimas son enviadas hacia el lugar en el cual han de cumplir su misión. Existen enzimas que actúan fuera de la célula que las produce.

• Sistemas multienzimáticos: En algunos casos, se forman complejos organizados, constituidos por varias enzimas diferentes cuyas acciones se completan. Ellos son sistemas multienzimáticos ordenados de tal modo que el producto de la reacción catalizada por la primera enzima es recibido como sustrato por la segunda y así sucesivamente.
• Sistema multifuncional: Presenta varios sitios catalíticos distintos en una misma cadena polipeptídica.

Actividad Enzimática y Factores que la Afectan

Actividad enzimática: Velocidad con que la enzima convierte el sustrato en producto.

Factores:

• Concentración del sustrato: A medida que la concentración de los reactantes aumenta, aumenta también la velocidad de la reacción química. Esto también sucede cuando la concentración del sustrato es relativamente baja.

E+S = ES = EP= E+P

• Concentración de la enzima: Si la concentración de sustrato permanece constante y la concentración de la enzima aumenta, la velocidad de la reacción también lo hace.
• Presencia de cofactores: Muchas enzimas dependen de los cofactores para funcionar adecuadamente. Los activadores y las enzimas son muy importantes en la actividad de las enzimas.
• Cambios de temperatura: En las reacciones que no son catalizadas por enzimas, si hay aumento en la temperatura, se produce un aumento en la velocidad de reacción.
• Cambios en el pH: Un cambio en el pH altera la conformación de la enzima y la forma del sitio activo rompiendo los enlaces iónicos y los enlaces de hidrógeno.