Enzims: Què Són, Com Actuen i la Seva Importància Biològica

Què són els enzims? Catalitzadors biològics

La majoria de reaccions que tenen lloc en la cèl·lula no es durien a terme espontàniament i a una velocitat apreciable si no fos per la intervenció dels enzims.

Característiques principals dels enzims

• Són proteïnes que catalitzen les reaccions que tenen lloc en els éssers vius i per això els anomenem catalitzadors biològics o biocatalitzadors.
• Actuen sobre la velocitat de les reaccions sense alterar-les.
• Es necessiten en quantitats molt petites, no es gasten i es recuperen totalment després d’actuar.

Enzims i energia d'activació

Perquè es produeixi una reacció, es necessita una energia d'activació inicial a partir de la qual la reacció evoluciona. El que fan els enzims és disminuir l'energia d'activació de les reaccions, facilitant-les.

Importància dels enzims en el metabolisme cel·lular

El fet que les cèl·lules tinguin enzims permet que les reaccions bioquímiques del metabolisme es desenvolupin a la velocitat adequada i en les condicions de temperatura, pH, pressió, etc., compatibles amb la vida.

Com actuen els enzims? Mecanisme d'acció

• Mentre que als catalitzadors que s'utilitzen al laboratori se'ls ha de proporcionar una temperatura perquè actuïn, els catalitzadors biològics funcionen a la temperatura corporal.

Especificitat enzimàtica i substrat

• Els enzims actuen de manera específica sobre un determinat substrat. Cada enzim actua sobre el seu substrat.

El centre actiu de l'enzim

• L'enzim s'uneix temporalment al seu substrat a través del centre actiu, que el reconeix i s'hi uneix per actuar-hi i formar el producte final, recuperant-se l'enzim.

Condicions òptimes: pH i temperatura

• Cada enzim té un pH i una temperatura òptima en els quals la reacció es realitza a la velocitat màxima. Hi ha un interval de pH i de temperatura en què la reacció és possible, però si se sobrepassen aquests límits, l'enzim deixa de ser funcional.

Desnaturalització enzimàtica

• A temperatures excessives, els enzims es desnaturalitzen i deixen de ser actius, ja que són proteïnes. Mentre l'enzim (la proteïna) no es desnaturalitza, continua funcionant, però arriba un punt en què la temperatura trenca les interaccions químiques que fan possible l'estabilitat de l'estructura secundària i terciària de la proteïna, que es desnaturalitza i deixa de tenir activitat com a catalitzador de la reacció.

Holoenzims: components i funció

• Alguns enzims, per ser actius, necessiten, a més de la part proteica, la presència d'una substància no proteica. Aquests tipus d'enzims s'anomenen holoenzims.
• Els holoenzims consten de:
  • Una part proteica: apoenzim.
  • Una part no proteica o grup prostètic:
    • Cofactor (ió metàl·lic: Zn, Mg, Mn, Cu).
    • Coenzim (substància orgànica com: NAD+, NADH, NADP+, NADPH, FAD+, FADH2, AMP, ADP, ATP, Coenzim A (transportador de grups acil –CH3-COOH)).