Fundamentos de las Enzimas y Reacciones Bioquímicas: Clasificación y Regulación Metabólica

Fundamentos de Bioquímica: Reacciones y Enzimas

Tipos de Reacciones Bioquímicas

Reacciones Endotérmicas:

Son aquellas que no liberan calor al medio, sino que lo toman de él.

Reacciones Exotérmicas:

Son reacciones que liberan calor al medio.

Reacciones Catabólicas:

Ocurren cuando los enlaces de una molécula se rompen, liberando energía. Por lo general, las reacciones de degradación son exotérmicas.

Reacciones Anabólicas:

Son aquellas que toman energía y lo hacen para establecer enlaces al sintetizar compuestos nuevos.

Las Enzimas: Catalizadores Biológicos

Enzimas:

Son proteínas catalizadoras de reacciones químicas, es decir, las facilitan al disminuir la energía de activación.

Características de las Enzimas

• Son muy específicas para las reacciones que catalizan.
• Son proteínas y, por lo tanto, responden a todas las características de las mismas.
• Son biológicas.

Sustrato y Especificidad Enzimática

Sustrato:

Es la sustancia que será alterada por la acción de la enzima.

Tipos de Especificidad Enzimática

• Estereoespecificidad: Cuando hay sustratos que pueden tener varias formas, las enzimas solo reconocen una de estas formas.
• Especificidad de Sustrato: Acepta solo un tipo de sustrato.
• Especificidad de Grupo: Reconocen un grupo químico específico, el que van a catalizar, independientemente del sustrato.
• Especificidad de Reacción: Llevan a cabo una reacción específica, independientemente del sustrato.

Nomenclatura y Clasificación de las Enzimas

Las enzimas se clasifican en siete categorías principales según la reacción que catalizan:

Oxidorreductasas:

Cambian el estado de oxidación de un compuesto.

Transferasas:

Se encargan de la transferencia de grupos funcionales.

Hidrolasas:

Realizan rupturas hidrolíticas.

Ligasas:

Se encargan de la formación de enlaces entre dos moléculas.

Liasas:

Se encargan de la ruptura de enlaces.

Isomerasas:

Se encargan de la isomerización (reordenamiento de la estructura interna de la molécula).

Catalasa:

Cataliza la descomposición del peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua.

Factores que Afectan la Actividad Enzimática

• pH: El pH es el grado de acidez de una solución. De acuerdo con el sitio donde se encuentra la enzima, esta tiene un pH óptimo.
• Temperatura: Por ser una proteína, la enzima se ve afectada por la temperatura muy alta, pues su estructura globular se rompe y pierde funcionalidad (desnaturalización). El calor implica movimiento, así que debajo de cierta temperatura las enzimas comienzan a perder movilidad y la velocidad de reacción disminuye.
• Concentración del Sustrato: Si las cantidades de sustrato son muy altas en comparación con la de la enzima, la velocidad de reacción no será óptima. Por el contrario, si la concentración del sustrato es muy baja, tampoco se podrá alcanzar una velocidad alta, pues no hay suficiente material que catalizar.
• Tamaño del Sustrato: Si el sustrato no se halla bien disgregado, la enzima tardará mucho más en poder catalizar la reacción que si se halla en un tamaño adecuado.

Regulación Enzimática y Variantes

Enzimas Reguladoras del Metabolismo

Covalentemente Moduladas:

Son aquellas con formas activas e inactivas que son interconvertibles por acción de otras enzimas.

Alostéricas:

Su actividad es regulada por la unión no covalente de un metabolito específico a un centro de la enzima distinto del sitio activo.

Isoenzimas

Son enzimas que difieren en la secuencia de aminoácidos, pero que catalizan la misma reacción química.