Enzimas

Concepto de enzima Las enzimas son generalmente de naturaleza proteica, actúan catalizando los procesos químicos que se dan en los seres vivos. ¿Qué es catalizar? Acelerar las reacciones. Tienen la capacidad de acelerar las reacciones dentro de la célula a velocidades extremadamente altas. Ejemplo: Si no tuviéramos enzimas, ¡tardaríamos más de 50 años en fragmentar las proteínas en el proceso de digestión! Disminuir la energía de activación necesaria. Energía necesaria para que una sustancia A se transforme en otra B.

En toda reacción catalizada por una enzima distinguimos: En las reacciones químicas catalizadas por enzimas que pueden ocurrir tanto en sentido de los productos como de los sustratos, es la misma enzima la que actúa en ambos sentidos.

Energía de activación Todas las reacciones químicas deben superar una barrera de energía para iniciarse  Energía de activación.

Enzimas  Catalizadores Aumentan la velocidad de una reacción química al diminuir su energía de activación.

Características de las enzimas Específicas/ Selectivas: una enzima sólo puede actuar sobre un determinado reactante. Son eficientes: una única molécula de enzima puede catalizar la transformación de muchas moléculas de sustrato por minuto. No se consumen, ni degradan en la reacción. Se requieren en bajísimas concentraciones.

Características de las enzimas No alteran las reacciones químicas, solamente las aceleran. Gran poder catalítico  aumenta la velocidad al menos 1 millón de veces. No se modifican químicamente durante la reacción. Terminada, recuperan su estado inicial, por esto pueden intervenir muchas veces catalizando la misma reacción.

Factores que modifican la actividad enzimática

Efecto de la Temperatura

Efecto de la Temperatura Cada enzima tiene una temperatura óptima a la que actúa con su máxima eficacia. Si la temperatura se incrementa más allá de la temperatura óptima, la actividad enzimática desciende bruscamente. La temperatura óptima de una enzima normalmente está cerca de la temperatura normal del organismo del que se procede.

Concentración de sustrato

Concentración de sustrato Al principio un aumento de la concentración de substrato produce un aumento rápido de la velocidad de reacción. Pero si se sigue aumentando la concentración de substrato, la velocidad de reacción comienza a disminuir; vemos que a muy altas concentraciones de sustrato se observa que no cambia la velocidad de reacción, se dice que los centros activos de la enzima se encuentran saturados.

Concentración de la enzima Siempre y cuando haya sustrato disponible, un aumento en la concentración de la enzima aumenta la velocidad enzimática hacia cierto límite.

pH El pH óptimo de la actividad enzimática es 7, excepto las enzimas del estómago cuyo pH óptimo es ácido.

Mecanismos de acción enzimática Para que la enzima (E) realice su función, primero debe unirse a un sustrato (S)  Complejo ES, del que se obtiene un producto (P). Luego de la reacción la enzima queda libre para actuar sobre otro sustrato. Enzima (E) + Sustrato (S)  Complejo ES  Enzima (E) + Producto (P)

Sitio activo La enzima posee un sitio especial, denominado sitio activo, que es el lugar específico al que se une el sustrato y donde, generalmente, ocurre la catálisis. Está formado por un grupo pequeño de aminoácidos dispuestos de una manera particular y definida, que es propia de cada enzima.

Mecanismos básicos de acción enzimática 1) MODELO LLAVE – CERRADURA:

Modelo Llave-Cerradura Plantea una analogía entre la interacción de las enzimas con su sustrato y el funcionamiento de una llave que se complementa específicamente con una única chapa o cerradura.

2) MODELO ENCAJE-INDUCIDO:

Modelo encaje inducido Sugiere una interacción más flexible y plástica. La idea es que a medida que el sustrato se acerca a la enzima, induce cambios de forma en ella, de manera de “acomodarse” y así establecer la relación específica que caracteriza a esta interacción.