Complejo Enzima-Sustrato: Mecanismos y Modelos de Acción Catalítica

Complejo Enzima-Sustrato

Los aminoácidos catalíticos y los de fijación forman el "centro activo de la enzima", que es el lugar donde las enzimas realizan su función uniéndose a la molécula sobre la que actúan o sustrato. Se forma el complejo enzima-sustrato, que después se escinde en los productos de la reacción.

Los aminoácidos de unión se encargan de anclar el sustrato a la enzima, mientras que los catalíticos son los responsables de las transformaciones del sustrato. Actúan como ácidos, o como bases, o como agentes electrófilos o nucleófilos.

Características del Centro Activo

El centro activo es una parte pequeña del volumen total de la enzima y tiene una estructura tridimensional, una cavidad asimétrica cuya conformación y composición química determinan la especificidad de la enzima. En las holoenzimas, el cofactor se encuentra en el sitio activo.

La formación del complejo enzima-sustrato constituye la primera fase del proceso catalítico, necesaria para la consecución de una elevada velocidad de reacción debido a:

• La correcta posición: en la que la enzima coloca al sustrato para las posteriores reacciones.
• El aumento de la concentración: de las moléculas de sustrato en la zona del centro catalítico.
• La inducción de cambios energéticos: que favorecen la acción catalítica, ya que las moléculas de sustrato pasan por una serie de estados de transición.

Modelos de Unión Enzima-Sustrato

1. Modelo llave-cerradura

Emil Fischer enunció el principio de que la molécula del sustrato se adapta al centro activo de la enzima del mismo modo que lo harían una llave y una cerradura. El centro activo es el lugar de la enzima que se adapta exactamente a la estructura molecular del sustrato y actúa sobre este para dar lugar al producto.

2. Modelo de acoplamiento inducido

Actualmente se considera que la especificidad radica en la naturaleza de los aminoácidos de fijación del centro activo. Realizada esa fijación, la enzima puede modificar su forma y amoldarse sobre el sustrato, de forma que el centro catalítico quede correctamente situado para actuar.