Enzimas y metabolismo: funciones, tipos, regulación e inhibición

Enzimas y metabolismo

Definición de enzimas

Las enzimas son compuestos proteicos que catalizan de forma específica reacciones químicas uniéndose al sustrato que van a transformar. Se unen al sustrato mediante una región llamada centro activo. Esta unión requiere un reconocimiento estérico.

Funciones y características generales

• Disminuyen la energía de activación de la reacción.
• Aumentan la velocidad de la reacción.
• No cambian el signo ni la cantidad de la variación de energía.
• Son reutilizables.
• Son generadas por el organismo.

Influencia de la temperatura y del pH

Las variaciones del pH provocan cambios en las cargas eléctricas de la enzima, alterando la estructura terciaria. La variación de la temperatura también provoca cambios en las estructuras terciaria y cuaternaria.

Clasificación

• Hidrolasas: catalizan reacciones de hidrólisis.
• Liasas: catalizan la liberación de grupos funcionales.

Reacción enzimática

La reacción enzimática consiste en la unión de un sustrato a una enzima, formándose el complejo enzima-sustrato, del cual se liberará un producto.

Especificidad

• Absoluta: una enzima actúa sobre un solo sustrato.
• De grupo: reconoce un tipo de sustrato con alguna característica común.
• De clase: la enzima reconoce un tipo de enlace.

Tipos de unión entre enzima y sustrato

• Modelo llave-cerradura: el centro activo de la enzima es estrictamente complementario al sustrato.
• Modelo de acoplamiento inducido: el centro activo no es complementario inicialmente, pero cuando se unen se produce un cambio conformacional de la enzima.

Inhibición enzimática

• Inhibidores irreversibles: se unen al centro activo y suprimen la actividad enzimática.
• Inhibidores reversibles:
  • Competitivos: se unen temporalmente al centro activo de la enzima.
  • No competitivos: se unen temporalmente a la enzima, impidiendo la liberación del producto o la fijación del sustrato.

Alosterismo

Existen moléculas llamadas ligandos capaces de unirse a los centros reguladores de las enzimas, provocando en ellas un cambio conformacional. La enzima puede adoptar una forma activa o inactiva.

Vitaminas

Las vitaminas son biomoléculas muy diversas e indispensables en el metabolismo; la mayoría no se pueden sintetizar. Muchas actúan como precursores de coenzimas.

Acoplamiento energético

La energía desprendida en una reacción exergónica se puede aprovechar para que ocurran otras reacciones endergónicas.

Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de transformaciones químicas que ocurren en un ser vivo. Cada reacción requiere de una enzima, que es producto de una síntesis proteica.

Ruta metabólica: serie de reacciones enzimáticas sucesivas.

Anabolismo y anfibolismo

Anabolismo: metabolismo de síntesis de moléculas que requiere energía.

Anfibolismo: ruta metabólica con procesos catabólicos y anabólicos.