Enzimas: Mecanismo de Acción, Catalizadores y Factores Reguladores

Mecanismo de Acción Enzimática

Las enzimas poseen un centro activo, una región específica donde se aloja la sustancia que será transformada, denominada sustrato. Si la reacción es anabólica, se requerirán dos sustratos; si la reacción es catabólica, será uno. La estructura formada por la enzima y el sustrato se conoce como complejo enzima-sustrato. Aunque las enzimas participan activamente en la reacción facilitándola, ellas mismas no se ven afectadas; por lo tanto, al final de la reacción quedan inalteradas, listas para la entrada del siguiente sustrato.

Diferencias entre Catalizadores Biológicos y Químicos

Catalizadores Biológicos (Enzimas)

• Son altamente específicos para una determinada reacción química, un grupo de reacciones, un sustrato o un grupo de sustratos.
• Son mayoritariamente proteínas (existen ARN ribozimas con función enzimática).
• Son saturables.
• Son altamente eficaces, incluso en bajas concentraciones.
• Su actividad catalítica puede ser regulada.
• Son termolábiles y su actividad puede variar significativamente de acuerdo con el pH del medio.

Catalizadores Químicos

• Aceleran cualquier reacción de forma inespecífica.
• Son sustancias simples, finamente divididas.
• No son saturables.
• Son medianamente eficaces.
• No pueden ser regulados.
• No son termolábiles ni se alteran por cambios de pH.

Factores que Afectan la Actividad Enzimática

pH

El pH es el grado de acidez o alcalinidad de una solución. Cada enzima posee un pH óptimo en el que su actividad es máxima, el cual depende del sitio donde actúa.

Temperatura

Como toda proteína, la enzima se ve afectada por las temperaturas elevadas, ya que su estructura globular se rompe (desnaturalización) y pierde su funcionalidad. Temperaturas muy bajas también pueden reducir su actividad, aunque sin desnaturalización.

Concentración del Sustrato

Si las cantidades de sustrato son muy altas en comparación con las de la enzima, la velocidad de la reacción no podrá ser óptima debido a la saturación de los centros activos. Por el contrario, si la concentración del sustrato es muy baja, tampoco se podrá alcanzar una velocidad de reacción elevada.

Concentración de la Enzima

Si las cantidades de enzima son muy bajas, no se podrá alcanzar una velocidad de reacción adecuada, ya que habrá pocos centros activos disponibles para procesar el sustrato.

Tamaño del Sustrato

Si el sustrato no se halla bien disgregado o tiene un tamaño inadecuado, la enzima tardará mucho más en poder catalizar la reacción que si se halla en un tamaño óptimo y encaja fácilmente en el centro activo.

Presencia de Moduladores o Inhibidores

Existen ciertas sustancias que inhiben las actividades enzimáticas hasta detenerlas por completo. Otros compuestos, generalmente metabólicos, interaccionan con algunas enzimas para detenerlas o activarlas según las necesidades del organismo.

Presencia de Cofactores

Algunas enzimas requieren de un compuesto acompañante (cofactor) para funcionar correctamente, puesto que estos estabilizan a las subunidades enzimáticas o intervienen directamente en las reacciones catalíticas.