enzimas

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TEMA 14: ENZIMAS.
Los enzimas son biomoléculas especializadas en la catálisis de las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Son muy eficaces como catalizadores ya que son capaces de aumentar la velocidad de las reacciones químicas mucho más que cualquier catalizador artificial conocido, y además son altamente específicos ya que cada uno de ellos induce la transformación de un sólotipo de sustancia y no de otras que se puedan encontrar en el medio de reacción.
1.-CATÁLISIS QUÍMICA.
Antes de comenzar a analizar la naturaleza y función de los enzimas, resulta conveniente enunciar algunos conceptos básicos acerca de la velocidad de las reacciones químicas y el fenómeno de la catálisis.
La teoría cinética química establece que las reacciones químicas transcurren molécula amolécula de modo que una reacción tal como
R (reactivos) → P (productos)
tiene lugar porque una determinada fracción de la población de moléculas R, en un instante dado, posee energía suficiente como para alcanzar un estado activado llamado estado de transición, en el que es muy fácil que se rompan o se formen uno o más enlaces químicos para formar los productos P. Es frecuente confundir elestado de transición con un intermediario de reacción; sin embargo este estado no es ninguna especie química concreta, sino que podría definirse con más exactitud como un "momento molecular fugaz", altamente inestable, en el que uno o más enlaces químicos están muy próximos a romperse o a formarse.
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La velocidad de una reacción química es proporcional al número de moléculas por unidad de tiempo conenergía suficiente para alcanzar el estado de transición. Este estado de transición posee una energía superior a la de los reactivos y a la de los productos constituyendo entre ellos una barrera energética que debe superarse para que la reacción tenga lugar. La diferencia entre la energía de los reactivos y la del estado de transición recibe el nombre de energía libre de activación (ver Figura14.1).
Existen dos métodos generales mediante los cuales puede acelerarse la velocidad de una reacción química. Uno de ellos consiste en la elevación de la temperatura de modo que al incrementarse el movimiento térmico de las moléculas reaccionantes aumenta la fracción de moléculas que poseen energía suficiente para alcanzar el estado de transición. El otro método consiste en usar un catalizador,sustancia que se combina de un modo transitorio con los reaccionantes de manera que éstos alcanzan un estado de transición de menor energía de activación; cuando se forman los productos se regenera el catalizador libre. Así, un catalizador es una sustancia que, sin consumirse en el proceso, aumenta la velocidad de una reacción química rebajando la barrera de energía de activación (ver Figura 14.1).Es conveniente resaltar el hecho de que los catalizadores no alteran los equilibrios de las reacciones químicas, sólo consiguen que dichos equilibrios se alcancen más rápidamente de lo que lo harían en ausencia de catalizador.
2.-INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS ENZIMAS.
Gran parte de la historia de la Bioquímica discurre pareja a la historia de la investigación de los enzimas. Citaremos algunoshitos importantes:
-La existencia de catalizadores biológicos fue descrita por primera vez a comienzos del S. XIX en estudios acerca de la digestión de la carne por secreciones del estómago y la conversión del almidón en azúcar por la saliva.
-En 1835 la primera teoría general sobre la catálisis química publicada por J.J. Berzelius incluía un ejemplo de lo que hoy conocemos como un enzima: ladiastasa de la malta, señalando que la hidrólisis del almidón se catalizaba más eficazmente por ésta que por el ácido sulfúrico.
-En 1860 Louis Pasteur propuso que la fermentación del azúcar para transformarse en alcohol era inducida por ciertos catalizadores biológicos, razón por la cual los enzimas fueron llamados inicialmente "fermentos". Pasteur supuso que dichos catalizadores se hallaban...