Mecanismos de Regulación y Cofactores en la Catálisis Enzimática

Enzimas modulados covalentemente

Presentan dos formas, una activa y otra inactiva, que se interconvierten por modificación covalente de algún grupo químico de sus cadenas polipeptídicas. Esta modificación está catalizada por un segundo enzima llamado enzima modulador.

Cofactores enzimáticos

Algunos enzimas necesitan, para llevar a cabo su actividad catalítica, la concurrencia de una o más sustancias de naturaleza no proteica que reciben el nombre de cofactores. No debe entenderse que los cofactores son sustancias que meramente potencian la actividad enzimática, sino que, en determinados enzimas, son absolutamente imprescindibles para que esta se realice.

• Apoenzima: En ausencia de cofactor, el enzima resulta catalíticamente inactivo.
• Holoenzima: Es la combinación de apoenzima y cofactor, resultando en una estructura catalíticamente activa.

Existen dos tipos de cofactores enzimáticos: los iones metálicos y los coenzimas.

Iones metálicos

Los iones metálicos que actúan como cofactores son generalmente cationes mono o divalentes y pueden actuar de varias maneras:

1. Centro catalítico: En algunos enzimas, el ion metálico constituye el verdadero centro catalítico; en estos casos, el ion suele presentar por sí solo una cierta actividad catalítica, que se ve incrementada cuando forma parte del enzima.
2. Grupo puente: En otros enzimas, el ion metálico constituye un grupo puente para unir el sustrato al centro activo.
3. Agente estabilizador: A veces, el ion metálico no forma parte del centro activo, sino que se encuentra en un lugar del enzima muy alejado del mismo, actuando como agente estabilizador de la conformación nativa del enzima.

Coenzimas

Cuando el cofactor es una sustancia orgánica de naturaleza no proteica, recibe el nombre de coenzima. Los coenzimas actúan generalmente como transportadores intermediarios de grupos funcionales, de determinados átomos o de electrones, los cuales son transferidos de una sustancia a otra en la reacción enzimática global. A veces, los coenzimas se hallan íntimamente unidos a la molécula proteica, constituyendo un verdadero grupo prostético.