Enlace Peptídico, Coenzimas, Cofactores e Inhibidores Enzimáticos: Conceptos Clave

Enlace Peptídico

El enlace peptídico es un enlace amida sustituido que se forma por la eliminación de los elementos del agua correspondientes al grupo carboxilo de un aminoácido y al grupo amino de otro aminoácido. Por convenio internacional, se toma el grupo amino libre como principio de la cadena (grupo amino terminal) y el grupo carboxilo como su final (grupo carboxilo terminal). El enlace peptídico es un enlace intermedio entre uno simple y uno doble, siendo más próximo al enlace doble, por lo que tiene características similares a este. Una de estas características es que el enlace peptídico es rígido, lo que quiere decir que la rotación sobre su eje no está permitida. Es por esto por lo que el grupo CO del primer aminoácido y el grupo NH del segundo aminoácido se encuentran en un mismo plano. Los únicos enlaces que pueden girar son los formados por Cα-C y Cα-N.

De esta manera, se tienen dos ángulos distintos en la cadena:

• El ángulo Φ es el formado por el Cα y el grupo amino del enlace peptídico.
• El ángulo Ψ es el formado por el Cα y el grupo carbonilo del enlace peptídico.

Cofactores y Coenzimas

Los cofactores y coenzimas son moléculas que se asocian a la enzima, ya que sin ellas esta no es funcional. Si la molécula es orgánica, se denomina coenzima, y si es inorgánica (por ejemplo, un metal), se denomina cofactor. El cofactor puede estar débilmente unido a la enzima y de forma transitoria, o puede unirse fuertemente a la enzima de manera permanente para mantener su estructura. En este caso, el cofactor es un grupo prostético.

Apoenzima y Holoenzima

• Apoenzima: Es la parte proteica de aquellas enzimas que necesitan un cofactor o coenzima para ser funcionales.
• Holoenzima: Es el conjunto apoenzima-cofactor.

Inhibidores Enzimáticos

Los inhibidores son moléculas que ralentizan o detienen las reacciones enzimáticas. El uso de inhibidores informa sobre los mecanismos de las enzimas. La inhibición puede ser reversible o irreversible.

Inhibidores Irreversibles

En los inhibidores irreversibles, el inhibidor queda, covalentemente o no, unido a la enzima o ligado tan fuertemente a ella que su disociación es muy lenta.

Inhibidores Reversibles

En los inhibidores reversibles, el inhibidor se une a la enzima mediante interacciones no covalentes, de forma que cuando desaparece el inhibidor, la enzima se recupera. Dentro de la inhibición reversible, existen 3 tipos:

Inhibición Competitiva

En este caso, se establece una competencia entre el sustrato y el inhibidor por el mismo centro de unión. El inhibidor tiene que tener las mismas características estructurales que el sustrato, ya que ambos se unen al centro activo de la enzima. Cuando estudiamos la curva cinética en presencia de un inhibidor competitivo, la Km varía, mientras que la Vmax no.

Inhibición No Competitiva

En este caso, el inhibidor puede unirse tanto a la enzima libre como al complejo ES, ya que el inhibidor no se une al mismo sitio que el sustrato, es decir, el inhibidor no se une al centro activo. Es por esto que su efecto no se puede evitar aumentando la [S].

Inhibición Acompetitiva

En este caso, el sustrato y el inhibidor se unen a diferentes localizaciones, pero el inhibidor no puede unirse sin que lo haya hecho antes el sustrato. Al unirse el sustrato a la enzima, hay un cambio conformacional que hace que pueda unirse el inhibidor. En la inhibición mixta, el inhibidor impide la unión del sustrato y disminuye el número de recambio de la enzima.