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Biología Celular y Molecular

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{BIOQUIMICA}
Enzimas
Una de las condiciones fundamentales para la vida es
que el organismo pueda catalizar reacciones químicas
eficiente y selectivamente, sin catálisis las reacciones
químicas necesarias para mantener la vida no podrían
darse en una escala de tiempo conveniente.
Las enzimas son catalizadores de las reacciones
de los sistemas biológicos. Tienen un gran
poder catalítico, superior al de los catalizadores
sintéticos o inorgánicos.
Poseen un elevado grado de especificidad
respecto a sustratos, aceleran
espectacularmente las reacciones químicas
específicas.
Funcionan en soluciones acuosas en
condiciones muy suaves de temperatura y pH.
Las enzimas están en el centro de todos los procesos
bioquímicos. Actuando en secuencias organizadas
catalizan cientos de reacciones consecutivas en las que
se degradan moléculas de nutrientes, se conserva y
transforma la energía química y se fabrican las
macromoléculas biológicas a partir de precursores
sencillos.
Con la excepción de un pequeño grupo de
moléculas de ARN catalítico, todas las enzimas
son proteínas. Su actividad catalítica depende
de la integridad de su conformación proteica
nativa. Si se desnaturaliza o disocia una enzima
en sus subunidades, suele perder la actividad
catalítica. Si se descompone una enzima en sus
aminoácidos constituyentes, siempre se
destruye su actividad catalítica. Así, las
estructuras primaria, secundaria, terciaria y
cuaternaria de las proteínas enzimáticas son
esenciales para su actividad catalítica.
Algunas enzimas no requieren para su actividad más
grupos químicos que sus residuos aminoácidos. Otras
requieren de un componente químico adicional
llamado cofactor. El cofactor puede ser uno o varios
iones inorgánicos tales como Fe
2+
, Mg
2+
, Mn
2+
, Zn
2+
o
una molécula orgánica compleja denominada
coenzima. Algunas enzimas requieren tanto una
coenzima como uno o más iones metálicos para su
actividad. Una coenzima o ion metálico único
covalentemente o de manera muy fuerte a la proteína
enzimática se denomina grupo prostético. Una enzima
completa catalíticamente activa junto con su coenzima
y/o iones metálicos se denomina holoenzima. La parte
proteica de la enzima se denomina apoenzima. Las
coenzimas actúan como transportadores transitorios
de grupos funcionales específicos. La mayoría de ellos
son derivados de las vitaminas, nutrientes orgánicos
requeridos en pequeñas cantidades en la dieta.
Las enzimas se clasifican según la reacción
catalizada. Existe un sistema de nomenclatura
y clasificación de las enzimas. Este sistema
distribuye las enzimas en seis clases principales,
cada una de ellas con diferentes subclases,
según el tipo de reacción catalizada. A cada
enzima se le asigna un número clasificatorio de
cuatro apartados y un nombre sistemático que
identifica la reacción catalizada.
Tienen un número clasificatorio de 4 dígitos
(E.C.), un nombre sistemático y un nombre
trivial. Por ejemplo, la enzima que cataliza la
reacción: ATP + D-glucosa ADP + D-glucosa
6-fosfato tiene como número clasificatorio E.C.
2.7.1.1. 2 es la clase (transferasa), 7 es la
subclase (fosfotrasferasa), 1 (fosfotransferasa
con OH como aceptor), 1 (D-glucosa como
aceptor del fosfato). El nombre sistemático es
ATP glucosa fosfotransferasa y el nombre trivial
hexoquinasa.
PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA ACCION CATALITICA
La catálisis enzimática de las reacciones es esencial para
los sistemas vivos. En condiciones fisiológicas, las
reacciones no catalizadas tienen a ser lentas. La
mayoría de las moléculas biológicas son muy estables al
pH neutro, la temperatura suave y el ambiente acuoso
presente en el interior de las células. Además, muchas
reacciones bioquímicas comunes implican procesos
químicos que son desfavorables o poco probables en el
ambiente celular, tales como la colisión de dos o más
moléculas con la orientación precisa requerida para la
reacción. Las reacciones necesarias para digerir los
alimentos, enviar señales nerviosas o contraer el
músculo no se dan a una velocidad útil sin catálisis.
Una enzima soluciona estos problemas al proporcionar
un ambiente específico dentro del cual una reacción
determinada pueda transcurrir a mayor velocidad. El
rasgo distintivo de una reacción enzimática es que tiene
lugar dentro de un pequeño lugar de la enzima: el sitio
activo. La molécula fijada en el sitio activo y sobre la que
actúa la enzima se denomina sustrato. La superficie del
sitio activo de la enzima está revestida con residuos

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