Enzimología

ENZIMOLOGÍA

Las enzimas son proteínas de alto peso molecular, actúan como catalizadores y controlan los procesos metabólicos y fisiológicos de los organismos vivos, determinando el inicio y la marcha de reacciones. Su importancia es tan grande que cuando su orden y sistema funcional se ve alterado de algún modo se producen patologías.

Los catalizadores son sustancias que aceleran o retardanla velocidad de una reacción, sin sufrir un cambio químico en el proceso. A los que aceleran una reacción se les llama positivos y a los que las retardan, negativos. Las enzimas actúan generalmente como catalizadores positivos.

Desde el punto de vista químico, las enzimas están formadas de carbono (C), Hidrógeno (H), oxigeno (O), Nitrógeno (Ni), y Azufre (S) combinados, pero siempre con pesomolecular bastante elevado y propiedades catálicas especificas.

A diferencia de un catalizador inorgánico que interviene en numerosas reacciones las enzimas producidas por los organismos vivos habitualmente solo catalizan un tipo de reacción o solo una reacción determinada; la especificidad de las enzimas es tan marcada que en general actúan exclusivamente sobre sustancias que tienen unaconfiguración precisa.

En los sistemas biológicos se llevan a cabo diversas reacciones a partir de la misma sustancia; por ejemplo algunos microorganismos convierten la glucosa en alcohol y bióxido de carbono, al paso que otros gérmenes la convierten en ácido láctico o ácido pirúvico o acetaldehido. Esto quiere decir que la glucosa puede descomponerse en distintos productos y aunque todas lasposibilidades son teóricas y prácticamente posibles la presencia de ciertas enzimas favorece uno de los caminos que llevan a la acumulación de determinados compuestos.

Las enzimas, por lo tanto, se consideran como catalizadores altamente específicos que:

* Modifican la velocidad de los cambios promovidos por ellas.
* Determinan que sustancias particulares, de preferencia a otras distintas sonlas que van a sufrir los cambios.
* Impulsan dentro de los distintos cambios posibles que pueda seguir una sustancia, cuál de ellos en especial, será el utilizado.

MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA

En toda reacción enzimática intervienen dos elementos, la enzima y el sustrato (sustancia que mediante una reacción catalizada por la enzima, se transformará en otro producto).Cuando se formanlos productos de la reacción se regenera el catalizador libre.

Especificidad de sustrato de las enzimas

Una de las propiedades más notables de las enzimas es su especificidad de acción, por la que actúan sólo sobre determinados sustratos y producen sólo un tipo de reacción (sin reacciones colaterales).

Emil Fisher descubrió que las enzimas que hidrolizaban glucósidos eran capaces dedistinguir entre formas estereoisómeras de éstos. Enunció el principio de que la molécula del sustrato se adapta al centro activo de la enzima del mismo modo que lo harían una llave y una cerradura, es decir, que tienen una relación complementaria. El centro activo es el lugar de la enzima que se adapta exactamente a la estructura molecular del sustrato y actúa sobre éste para dar lugar alproducto. La estructura del centro activo explica la especificidad de acción de las enzimas.

Con los datos actuales sobre la estructura enzimática, se considera que esa especificidad radica en la naturaleza de los aminoácidos de fijación del centro activo. Realizada esa fijación la enzima puede modificar su forma y amoldarse parcialmente sobre el sustrato.

En general, la especificidad delsustrato sobre el cual actúan las enzimas, se debe a dos rasgos estructurales del sustrato:

1. Un enlace químico susceptible de ser atacado por la enzima
2. Otra característica estructural necesaria para efectuar su unión al centro activo de la enzima. Dicha estructura se denomina grupo determinante de la posición.

Factores que contribuyen a la actividad catalítica de las enzimas...