Metabolisme

METABOLISME

1. CONCEPTE DE METABOLISME

El metabolisme és el conjunt e reaccions químiques que es produeixen a l’interior de les cèl•lules i que es condueixen a la transformació d’unes biomolècules en altres. Les reaccions es basen en la utilització de l’energia continguda en els enllaços de les biomolècules. Les diferents reaccions químiques del metabolisme s’anomenen vies metabòliques; i les molècules que intervenen, metabòlits. Totes les reaccions estan regulades per enzims, que són específics i que actuen a la temperatura del ésser viu. Són molècules molt eficaces (duen a terme reaccions molt ràpides...) i tenen un pes molecular elevat.

1.1 ENZIMS

1.1.1 Definició

Són proteïnes globulars de pes molecular elevat, solubles i molt específics. Alguns (molt pocs) poden ser riboenzims (són RNA, no proteïnes). Aquests enzims estan produïts a l’interior de la cèl•lula i poden actuar tant a l’interior de la cèl•lula com a l’exterior.

Els enzims actuen com a biocatalitzadors, és a dir, són molècules que afavoreixen les reaccions químiques. No duen a terme reaccions energèticament desfavorables, no modifiquen el sentit de l’equilibri químic. Estan formats per una part proteica (apoenzim) i una part no proteica (coenzim o cofactor). S’uneixen per formar l’enzim mitjançant enllaços febles.

Els coenzims o cofactors poden ser orgànics (com el FAD, en NAD...) o inorgànics (com magnesi, ferro...). Els coenzims donen l’activitat a l’enzim encara que no són específics (l’especificitat de l’enzim ve donada per la part proteica o apoenzim). Els coenzims actuen en el procés de la reacció química en la que intervenen i després es recuperen.

1.1.2 Propietats

Tenen totes les propietats de les proteïnes però sobretot l’especificitat. Són específics d’un substrat i també tenen especificitat de reacció ( doble especificitat) ja que cada reacció està catalitzada per enzims específics.

També es desnaturalitzen i es veuen afectats per canvis de temperatura i de PH. També són solubles.

1.1.3 Com actuen? Mecanisme d’acció

En una reacció química tenim reactius que són molècules molt estables i tenen una gran quantitat d’energia continguda en els seus enllaços (energia lliure). Les reaccions no es donen de forma espontània ja que cal subministrar energia per debilitar els enllaços. Aquest estat que requereix energia rep el nom d’estat de transició, i l’energia requerida s’anomena energia d’activació. Finalment obtindrem un producte que conté menys energia lliure.

L’enzim actua disminuint l’energia d’activació, per tant augmenta la velocitat de la reacció i disminueix el temps.

L’acció de l’enzim es caracteritza per la formació d’un complex enzim-substrat que redueix l’estat de transició. El substrat s’uneix al centre actiu del enzim que està constituït per una part petita de la proteïna amb aminoàcids que realitzen enllaços específics en el substrat .

1.1.4 L’activitat de la reacció enzimàtica i cinètica.

En una reacció amb una quantitat d’enzims constant, si augmenta la concentració del substrat també augmenta la velocitat de la reacció, és a dir, a més molècules de substrat més possibilitat hi ha de trobada entre l’enzim i el substrat; però arriba un moment en que la velocitat és màxima degut a que totes les molècules d’enzims estan treballant, l’enzim està saturat.

1.1.5 Factors que modifiquen l’activitat enzimàtica.

-Temperatura: a temperatures baixes, a l’enzim li costa duu a terme la reacció. Si augmenta la temperatura, augmenta l’activitat enzimàtica fins a un punt màxim que coincideix amb la temperatura òptima. A partir d’aquesta, si continua augmentant la proteïna es desnaturalitza i l’activitat disminueix fins arribar a 0. Les temperatures òptimes depenen de l’organisme on estigui l’enzim.

-PH: els enzims, tenen un marge d’activitat enzimàtica més o menys ampli (depèn de l’enzim) i un PH òptima a el qual l’activitat és màxima. A banda i banda del marge de PH, l’enzim es desnaturalitza i disminueix l’activitat fins a 0.

-Inhibidors: són substàncies que disminueixen l’activitat enzimàtica. Poden ser irreversibles o bé reversibles.

• Irreversible: és una substancia que es pot fixar al centre actiu de l’enzim i deixa de funcionar (verins con el cianur, per exemple).

• Reversibles: són substancies que impedeixen temporalment l’activitat enzimàtica. Podem parlar de reversibles competitius i no competitius:

 Competitius: són molècules similars al substrat específic i la velocitat enzimàtica disminueix depenent de la concentració d’inhibidors.

 No competitius: la molècula d’inhibidor s’uneix al substrat o bé a l’enzim de forma que dificulta que arribi el substrat fins al centre actiu.

-Enzim al•lostèric: modifica l’activitat enzimàtica, però hi ha enzims específics que són al•lostèrics.

Té un mecanisme per el qual pot estar actiu o bé inactiu temporalment. Té dos centres d’unió: centre actiu i l’altre és una zona del enzim a la qual es pot unir una molècula diferent al substrat (centre al•lostèric). El centre al•lostèric té la capacitat de canviar la conformació del centre actiu ja que quan rep la molècula al•lostèrica pot fer actiu o inactiu.

És

...