Enzimas

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19.- ENZIMAS: BIOCATALIZADORES

La función enzimática sea tal vez la función más importante de todas las que desempeñan las proteínas, pues la vida no sería posible sin la actuación de las enzimas.


Las enzimas constituyen el grupo de proteínas más numeroso y más específico. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos (metabolismocelular). Un catalizador es una sustancia que acelera la velocidad de una reacción.


Para acelerar una reacción química en el laboratorio, bastaría con aumentar la temperatura o bien añadir un catalizador. En los seres vivos, un aumento de temperatura puede provocar la muerte, por ello se opta por la otra posibilidad, es decir, la actuación de catalizadores biológicos o biocatalizadores,función que desempeñan las enzimas ya que aceleran la velocidad de las reacciones químicas sin aumentar significativamente la temperatura. También pertenecen al grupo de biocatalizadores las hormonas y las vitaminas.


Los enzimas cumplen las dos leyes comunes a todos los catalizadores:


1.- Durante la reacción no se alteran. Recuperan su estado inicial después de cada ciclocatalítico.


2.- No desplazan la constante de equilibrio para que se obtenga más producto, sino que simplemente favorecen que la misma cantidad de producto se obtenga en menos tiempo.


Y a diferencia de los catalizadores, las enzimas presentan características especiales:


3.- Presentan una gran especificidad. Las enzimas son específicas de las reacciones que catalizan y de lossustratos que intervienen en ellas, lo que implica que las enzimas han de poseer una estructura terciaria o cuaternaria tal que ligeras modificaciones pueden incapacitar su actividad catalítica.


4.- Actúan a temperatura ambiente.


5.- Intervienen en la regulación de los procesos metabólicos.


6.- Su actividad, excepcionalmente elevada: presentan una gran eficacia catalítica, es decir,consiguen un aumento de la velocidad de reacción de un millón a un trillón de veces. La mayoría de las reacciones en los sistemas biológicos no tienen lugar a velocidades perceptibles en ausencia de enzimas (velocidad prácticamente cero).


Naturaleza de los enzimas


A excepción de los ribozimas, que son moléculas de ARN con actividad catalítica (eliminan los intrones durante el proceso demaduración del ARNm), todos las enzimas son proteínas globulares. Son solubles en agua y difunden bien en los líquidos orgánicos. Pueden actuar a nivel intracelular (donde se han formado) y a nivel extracelular (donde se segregan).


En la cadena polipeptídica de un enzima se pueden distinguir tres tipos de aminoácidos:


Aminoácidos estructurales: no tienen función dinámica.Aminoácidos de fijación: son los encargados de establecer enlaces débiles con el sustrato. Constituyen el centro de fijación del enzima.


Aminoácidos catalíticos: son los que se unen al sustrato mediante enlaces covalentes debilitando su estructura molecular y favoreciendo su ruptura (llevan a cabo la transformación del sustrato). Constituyen el centro catalítico del enzima y llevan a cabo lareacción química.


El Centro activo del enzima es una pequeña parte de la proteína que contiene aminoácidos de fijación y aminoácidos catalíticos.


CATÁLISIS ENZIMÁTICA. MECANISMO DE ACCIÓN.


Los enzimas ejercen su acción biológica uniéndose selectivamente a determinadas moléculas llamadas sustratos; la característica peculiar que diferencia a los enzimas del resto deproteínas es que inducen modificaciones químicas en los sustratos a los que se unen, ya sea por ruptura, formación o redistribución de sus enlaces covalentes introduciendo o perdiendo algún grupo funcional.


El resultado de esta unión enzima-sustrato es que el sustrato (S) se transforma en otra molécula llamada producto (P), mientras que el correspondiente enzima actúa de biocatalizador de la...
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