Catalizadores Y Enzimas

Catalizadores y Enzimas
Por el Ing. Agr. Carlos González

Para armar una molécula hacen falta muchos elementos, a saber:
1.     Materia prima con la cual construir
2.     Operarios especializados: las enzimas
3.     Transferencia de electrones y de materiales preelaborados (dentro o fuera de la célula)
4.     Energía para unir los átomos en las combinaciones deseadas.
Las enzimas sonlas moléculas responsables de "elegir" entre una enorme cantidad de reacciones posibles, cuáles de ellas van a ocurrir y cuáles no.
¿Cómo actúan las enzimas?
Como vimos hasta ahora, la velocidad de las reacciones dependen del contacto entre las unidades químicas (átomos, moléculas, etc.), que a partir del movimiento térmico (calor) producen colisiones entre esas mismas unidades. Por lo tanto paracada temperatura existirá una velocidad de coalición determinada.
La energía que se necesita para que se produzca una reacción determinada se llama "energía de activación".
Las reacciones químicas que se dan siempre requieren de una gran energía de activación. Pero a diferencia de lo que ocurre en un laboratorio, los organismos biológicos no están preparados para soportar esa energía. Por esemotivo los sistemas vivos han desarrollado un compuesto químico, que les sirve para llegar a una energía de activación alta sin destruirse. Este compuesto se llama CATALIZADOR , el cual aumenta la velocidad de coalición molecular sin calor adicional produciendo un proceso llamadocatálisis.                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
En la naturaleza existen diversos catalizadores, pero aquellos que son producidos por los organismos vivos se los conoce como catalizador biológico o ENZIMA.(*)La enzima es un complemento para el movimiento térmico, ósea disminuye los recursos de la energía activación permitiendo una velocidad de reacción, a una temperaturainferior a la realmente necesaria (fig.1).
¿Qué tipo de molécula es una enzima?
Las enzimas son proteínas de tipo globular, complejas.
¿Qué característica presenta?
a.      Es específicas
a.      Actúa en baja concentración
a.      No sufre modificaciones
a.      Se recupera intacta al final de la reacción
No afecta el equilibrio de la reacción, pero sí su velocidad.(**)¿Cómo trabajan?La enzima se une con una molécula del sustrato para formar un complejo enzima-sustrato (ES), que, a su vez, se disocia en el producto y la enzima, que se recupera:

El sustrato es, casi siempre, más pequeño que la enzima y se une a ésta en un lugar específico llamado sitio activo. Típicamente, el sitio activo es una pequeña abertura o hendidura en la estructura tridimensional de la enzima.
Porlo general, la concentración del sustrato es mayor que la de la enzima, [S] > [E], por lo que los sitios activos se "llenan" rápidamente: la enzima se satura. En este punto, el producto se forma a cierta velocidad (Vmax), no importa si se aumenta la [S].
Características particulares del sitio activo:
(a) Especificidad: una enzima puede discriminar entre diversas moléculas de posiblessustratos. De aquí el axioma "una enzima para cada sustrato". El sitio activo tiene una forma que se asemeja bastante al sustrato, por lo que sustrato correcto se "ajusta perfectamente" en el sitio activo.
(b) Estructura: el sitio activo es una región tridimensional relativamente pequeña de la enzima. Cuando está totalmente encajado, el sustrato interacciona directamente con no más de 3 a 5 residuos deaminoácidos del sitio activo.
(c) Interacciones: los sustratos son retenidos inicialmente en el sitio activo por interacciones no covalente, débiles y reversibles, como la interacciones hidrofóbicas, los puentes de hidrógeno y los puentes salinos, que sostienen al sustrato orientado hacia...