Enzims: Tipus, Funció i Regulació

Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Biología

Escrito el en catalán con un tamaño de 5,3 KB

Enzims: Catalitzadors Biològics

Els enzims són catalitzadors biològics, majoritàriament de naturalesa proteica. No alteren l'equilibri de la reacció que catalitzen. Els enzims contenen un centre actiu a la seva estructura de proteïna globular. Són altament específics. L'especificitat ve donada per la complementarietat entre el lloc actiu i el substrat. Posseeixen un gran poder catalític (augmenten la velocitat de reacció 106 vegades o més). No s'alteren permanentment durant la reacció. L'enzim proporciona la proximitat i l'orientació necessària perquè la reacció es dugui a terme. Existeix una complementarietat estructural, estereoisomèrica i electrostàtica entre el substrat i el lloc actiu.

Classificació dels Enzims

  1. Oxidoreductases (deshidrogenases): Catalitzen reaccions d'oxidació-reducció.
  2. Transferases: Catalitzen reaccions de transferència de grups funcionals.
  3. Hidrolases: Catalitzen reaccions de trencament d'enllaços on l'aigua és un acceptor d'un grup transferit (hidròlisi).
  4. Liases: Catalitzen la ruptura d'enllaços amb un reordenament electrònic.
  5. Isomerases: Catalitzen reaccions d'isomerització.
  6. Ligases: Catalitzen reaccions de lligació o unió de dos substrats. Requereixen energia (ATP).

Inhibició Enzimàtica

  • Inhibició competitiva: L'inhibidor s'assembla estructuralment al substrat i competeix amb ell per unir-se al lloc actiu.

Gràfic: L'addició d'un inhibidor redueix la velocitat però no la velocitat màxima. La Km és major en presència de l'inhibidor.

  • Inhibició no competitiva: La Km no s'afecta, mentre que la Vmax disminueix degut a què l'enzim no és tan eficient catalíticament en presència de l'inhibidor.

Cinètica Enzimàtica

L'enzim s'uneix selectivament al substrat i crea les condicions ambientals adequades perquè aquest es modifiqui i es transformi en producte. En unir-se amb el substrat, es forma el complex enzim-substrat (ES). La formació d'ES és afavorida per una orientació adequada de les molècules i per l'establiment de múltiples enllaços febles entre l'enzim i el substrat.

Modificació del substrat

Un cop format l'ES, es produeix la catàlisi, afavorida per la tensió a la qual està sotmès el substrat. Al lloc actiu hi ha aminoàcids amb capacitat per cedir o captar àtoms. Com a conseqüència, s'origina el complex enzim-producte (EP).

Dissociació del complex EP

Les molècules d'enzim s'uneixen mitjançant enllaços febles. El complex EP es dissocia i s'obté el producte i l'enzim lliure. L'enzim lliure es pot unir a una altra molècula de substrat.

Influència del pH

Els valors del pH modifiquen l'activitat dels enzims. Els canvis de pH modifiquen l'estat d'ionització dels grups funcionals. Per això, petites variacions de pH produeixen canvis notables en la velocitat de la reacció.

Regulació de l'Activitat Enzimàtica

  • Modificació covalent
  • Modulació al·lostèrica
  • Síntesi o degradació de l'enzim
  • Proteòlisi parcial

Enzims Al·lostèrics

L'activitat de l'enzim és regulada per moduladors. Un inhibidor al·lostèric (modulació al·lostèrica negativa) s'uneix a un lloc diferent del lloc actiu, produint un canvi conformacional que inactiva l'enzim. Molts enzims al·lostèrics presenten estructura quaternària i cooperativitat en la unió al substrat. L'activador estabilitza la forma activa de l'enzim, i l'inhibidor estabilitza la forma inactiva. En alguns enzims al·lostèrics amb estructura quaternària, una o més de les subunitats no tenen un rol catalític, sinó regulador. En aquestes subunitats, existeix un lloc al·lostèric per a la unió del modulador.

Regulació Al·lostèrica

Presenta un tipus de regulació per retroalimentació. És a dir, un enzim al·lostèric genera un producte que un altre enzim utilitza com a substrat, i així successivament. El producte final pot ser utilitzat o no per la cèl·lula. Si no s'utilitza, una gran quantitat de producte pot ser tòxica o pot actuar com a inhibidor al·lostèric de l'enzim 1 per tal d'evitar la producció de més producte i, així, començar a reduir-ne la quantitat.

Cofactors

Alguns enzims necessiten un component addicional en el lloc actiu per dur a terme la seva activitat catalitzadora. Aquests components poden ser ions metàl·lics o molècules orgàniques complexes anomenades coenzims (NAD+, FAD, ATP). Poden tenir un ió metàl·lic, un coenzim o tots dos alhora. La unió pot ser mitjançant enllaços febles.

Molts enzims necessiten per al seu funcionament la presència d'altres substàncies no proteiques, anomenades cofactors. Els cofactors poden ser ions metàl·lics o molècules complexes de gran mida (coenzims). La part proteica que s'uneix al cofactor és l'apoenzim. L'holoenzim és la forma completa i activa de l'enzim, i està format per l'apoenzim i el cofactor: Holoenzim = apoenzim + cofactor.

Entradas relacionadas: