Introducción a las Enzimas

Las enzimas son biocatalizadores orgánicos empleados por las células en todas sus actividades metabólicas.

Estructura y Especificidad

  • Estructura básica: Son proteínas globulares con una estructura terciaria que forma un centro activo específico para el sustrato.
  • Especificidad enzimática: Significa que cada enzima actúa sobre un tipo particular de sustrato debido a la forma y propiedades del centro activo.
  • Implicación en la catálisis: El centro activo es crucial. La estructura terciaria es fundamental, ya que determina la forma del centro activo, permitiendo la función específica de la enzima.
  • Efecto de la temperatura y el pH: La temperatura y el pH óptimos maximizan la actividad enzimática. Fuera de estos rangos, la enzima puede desnaturalizarse y perder su actividad.

Cinética y Regulación Enzimática

Experimento de Descomposición Proteica

En un experimento, una proteína se descompuso en sus aminoácidos. La reacción está catalizada por una proteasa, ya que estas enzimas descomponen proteínas en aminoácidos. La velocidad de reacción aumenta con la temperatura hasta un punto óptimo (40 °C); temperaturas superiores disminuyen la actividad debido a la desnaturalización.

Energía de Activación (Ea)

  • Relación Ea y Velocidad: La catálisis enzimática disminuye la Ea, aumentando la velocidad (V) de la reacción.
  • Efecto de la temperatura: Una temperatura menor reduce la velocidad de la reacción al disminuir la probabilidad de encuentro entre enzima y sustrato.

Conceptos Clave

  • Holoenzima: Enzima completa y activa (apoenzima + cofactor).
  • Apoenzima: Parte proteica sin cofactor.
  • Cofactor: Componente esencial para la actividad enzimática.
  • Centro activo: Sitio donde se une el sustrato.

Factores que Modifican la Actividad

Además del pH y la temperatura, otros factores incluyen:

  • Concentración de sustrato: A mayor concentración, aumenta la velocidad hasta que la enzima se satura.
  • Inhibidores: Disminuyen la actividad enzimática al competir con el sustrato o cambiar la forma de la enzima.
  • Iones y cofactores: Necesarios para la actividad de algunas enzimas.

Mecanismos de Acción

La catálisis comienza con la unión específica del sustrato al centro activo, formando el complejo enzima-sustrato. La enzima estabiliza el estado de transición, disminuye la energía de activación y, tras liberar los productos, queda libre para participar nuevamente en otra reacción.