Enzimas

Enzimas. Catalizadores biológicos.

Las enzimas son proteínas que disminuyen la cantidad de energía que se requiere para llevar a cabo una reacción; esta actividad catalítica es específica. De acuerdo con la reacción que catalizan se clasifican en transferasas, hidrolasas, isomerasas, etc.

Algunas enzimas requieren para su funcionamiento una o más moléculas no proteicas que participan de manera directa en la reacción química durante la catálisis. Se les denomina grupos prostéticos y se clasifican en coenzimas^[1] y cofactores^[2].

Todas las reacciones bioquímicas que se verifican en los sistemas biológicos requieren una cantidad de energía que permita su inicio. La función de un catalizador es la de disminuir el requerimiento de energía inicial necesaria para que un proceso se lleve a cabo.

En ausencia de un catalizador, las diferentes reacciones bioquímicas se efectuarían tan lentamente que sería insignificante su participación en un ecosistema e incluso la lentitud en la realización de un proceso sería incompatible con la vida.

La hidratación del CO2 para formar H2CO3 es una reacción que puede efectuarse espontáneamente, sin embargo su realización eficaz y rápida es trascendente para la vida de los seres que dependen del intercambio oxígeno bióxido de carbono.

[pic 1]

Cada molécula de la enzima anhidrasa carbónica cataliza la hidratación de 105 moléculas de CO2 en un segundo. Esta reacción se verifica 107 veces más rápidamente que si se realizará en ausencia de la enzima.

Características generales de las enzimas

1. En su mayoría se constituyen por más de 100 aminoácidos
2. Son catalizadores que como agentes afectan la velocidad de una reacción química, sin participar como reactantes y sin aparecer en los productos finales de la reacción.
3.  Se requieren en cantidades mínimas.  
4. Alta especificidad. Una enzima generalmente cataliza una sola reacción aunque en algunos casos poco frecuentes, es capaz de actuar sobre varias reacciones íntimamente relacionadas.
5. Pueden ser regulables o aloetéricas.^[3]
6. Son susceptibles de ser inhibidas al disminuir o abolir su actividad por medio de diversas sustancias.
7. Modifican la estructura química del sustrato según el tipo de reacción que catalicen.
8. Las enzimas no alteran el equilibrio de las reacciones.
9. Pueden ser capaces de intercambiar diferentes formas de energía. Esta energía acumulada puede ser utilizada para realizar muy diversos procesos.

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN

Como ya se mencionó, las enzimas disminuyen en ésta forma de energía que se define como: la cantidad de energía en calorías, necesaria para llevar todas las moléculas de un mol de una sustancia desde un estado dado hasta un determinado estado activado.

En una reacción química en que la molécula “C” (sustrato) es modificada a “D” (producto), C tiene …

Una catálisis covalente^[4] debe combinar dos características: alta capacidad nucleofílica y poder formar un grupo que permita una fácil reversibilidad, los grupos con gran polaridad tienen esas características. La enzimas emplean con frecuencia mecanismos catalíticos covalentes, entre los grupos funcionales que participan en la catálisis covalente destacan: grupo imidazol de His, grupo SH de Cis, OH de Ser y carboxilo de Asp.

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