Coenzimas, Vitaminas y Clasificación Enzimática: Funciones Bioquímicas Esenciales

Coenzimas: Transportadores Químicos

Las coenzimas actúan como transportadores de grupos químicos y, en consecuencia, se modifican en la reacción al aceptar o perder átomos. La unión coenzima-apoenzima es temporal y no covalente, por lo que la coenzima se puede considerar como un segundo sustrato o cosustrato.

Muchas coenzimas derivan de vitaminas. Las coenzimas no suelen ser específicas de una única enzima y pueden tener funciones diferentes asociadas a distintas enzimas.

Se pueden distinguir dos tipos principales:

• Coenzimas de óxido-reducción: Transportan protones (H⁺) y electrones (e⁻). Ejemplos clave incluyen los nucleótidos NAD⁺ (Nicotinamida Adenina Dinucleótido), NADP⁺ (Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato) y FAD (Flavín Adenín Dinucleótido).
• Coenzimas de transferencia: Transportan radicales o grupos químicos. Las más importantes son el ATP (Adenosín Trifosfato) y la Acetil-CoA (Acetil Coenzima A). El ATP actúa principalmente transportando grupos fosfato (energía química), y la Acetil-CoA transporta grupos acetilo.

Vitaminas con Función de Coenzima

Las vitaminas son compuestos orgánicos esenciales que el organismo requiere en pequeñas cantidades. Muchas vitaminas hidrosolubles son precursores de coenzimas y son imprescindibles para su síntesis.

Las vitaminas se clasifican en dos grandes grupos:

Vitaminas Liposolubles

Son de naturaleza lipídica y se disuelven en grasas. Generalmente, no actúan directamente como coenzimas (excepto la Vitamina K), pero desempeñan funciones vitales.

• Vitamina A (Retinol): Protege los epitelios y es necesaria para la percepción visual, ya que forma parte de la rodopsina, pigmento que estimula el nervio óptico.
• Vitamina D (Calciferol): Regula el metabolismo del calcio y del fósforo, incluyendo su absorción intestinal. Para su síntesis endógena es necesaria la exposición a la luz solar.
• Vitamina E (Tocoferol): Actúa como antioxidante, protegiendo los lípidos de las membranas celulares (como los ácidos grasos insaturados) de la oxidación.
• Vitamina K (Filoquinona/Menaquinona): Interviene como cofactor en la modificación de proteínas necesarias para la coagulación de la sangre (ej. protrombina) y en el metabolismo óseo.

Vitaminas Hidrosolubles

Son solubles en agua. La mayoría actúan como coenzimas o son precursores de coenzimas.

• Vitaminas del complejo B:
  • Vitamina B₁ (Tiamina): Precursora de la coenzima pirofosfato de tiamina (TPP), esencial en el metabolismo de glúcidos (descarboxilación del piruvato) y algunos aminoácidos.
  • Vitamina B₂ (Riboflavina): Forma parte de las coenzimas FAD y FMN (Flavín Mononucleótido), cruciales en reacciones de óxido-reducción celulares, como las del ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.
  • Vitamina B₃ (Niacina): Forma parte de las coenzimas NAD⁺ y NADP⁺, coenzimas centrales en el metabolismo energético (glucólisis, ciclo de Krebs, cadena respiratoria) y en rutas anabólicas (fotosíntesis, síntesis de ácidos grasos - NADP⁺).
  • Vitamina B₅ (Ácido Pantoténico): Componente esencial de la Coenzima A (CoA), fundamental en el metabolismo de ácidos grasos, glúcidos y proteínas a través de la formación de Acetil-CoA y Succinil-CoA.
  • (Existen otras vitaminas del complejo B como B6, B7, B9, B12 con funciones coenzimáticas importantes)
• Vitamina C (Ácido Ascórbico): Potente antioxidante. Interviene como cofactor en la síntesis del colágeno (hidroxilación de prolina y lisina) y en otras reacciones enzimáticas. No actúa como transportador de grupos como las coenzimas típicas, pero es un cofactor redox esencial.

Clasificación de las Enzimas (Según la Comisión Enzimática - EC)

Las enzimas se clasifican en seis clases principales según el tipo de reacción que catalizan:

1. Oxidorreductasas (EC 1): Catalizan reacciones de óxido-reducción (transferencia de electrones o átomos de hidrógeno). Ejemplos: deshidrogenasas, oxidasas, peroxidasas.
2. Transferasas (EC 2): Transfieren grupos funcionales (metilo, acilo, amino, fosfato, etc.) de una molécula donadora a otra aceptora. Ejemplos: quinasas, transaminasas.
3. Hidrolasas (EC 3): Catalizan la ruptura de enlaces mediante la adición de una molécula de agua (hidrólisis). Ejemplos: peptidasas, esterasas, glucosidasas (muchas enzimas digestivas).
4. Liasas (EC 4): Catalizan la ruptura de enlaces (C-C, C-S, C-N, C-O) por mecanismos distintos a la hidrólisis o la oxidación, formando a menudo dobles enlaces, o bien catalizan la adición de grupos a dobles enlaces. Ejemplos: descarboxilasas, aldolasas, sintasas (cuando no requieren ATP).
5. Isomerasas (EC 5): Catalizan reordenamientos intramoleculares, convirtiendo un isómero en otro (cambios geométricos o estructurales dentro de la misma molécula). Ejemplos: epimerasas, mutasas.
6. Ligasas (EC 6): Catalizan la formación de nuevos enlaces (C-C, C-S, C-N, C-O) entre dos moléculas, acoplando esta reacción a la hidrólisis de ATP u otra fuente de energía similar. También se denominan sintetasas. Ejemplo: ADN ligasa, carboxilasas que usan ATP.