Enzimas: Biocatalizadores de la Vida

Enzimas

¿Qué son las Enzimas?

Catalizador: Es una sustancia que aumenta la velocidad de las reacciones químicas. Disminuye la energía de activación que requieren las mencionadas reacciones. Se necesitan en cantidades muy pequeñas, ya que se recuperan intactos al final del proceso.

Enzima: Son proteínas que actúan como biocatalizadores de los procesos químicos que se producen en los seres vivos. Son capaces de aumentar la velocidad de sus reacciones químicas. Actúan disminuyendo la energía de activación necesaria para que se lleven a efecto.

Naturaleza Química de las Enzimas

• Las enzimas son proteínas globulares (excepto las ribozimas).
• Las enzimas pueden estar formadas por:
  1. Cadenas polipeptídicas exclusivamente.
  2. Cadenas polipeptídicas más una molécula o un grupo no proteico. En este caso, las enzimas se denominan holoenzimas y la parte proteica se denomina apoenzima.

Holoenzima = apoenzima + molécula o grupo no proteico

La parte no proteica de las holoenzimas puede denominarse:

• Grupo prostético: Cuando la unión con la apoenzima es permanente.
• Cofactor: Cuando la unión no es permanente, solo se produce durante la catálisis enzimática.

El cofactor puede ser:

• Inorgánico: Son iones metálicos, habitualmente oligoelementos (Mg, Zn, Mn,…).
• Orgánico: Los cofactores orgánicos se denominan coenzimas (ATP, NAD, FAD).

La apoenzima se encarga de proporcionar la estructura espacial específica que permite la unión a los sustratos.

El cofactor o el grupo prostético son los componentes enzimáticos que llevan a cabo la reacción propiamente dicha, es decir, la catálisis.

Propiedades y Características de las Enzimas

Son proteínas globulares, por ello son solubles en agua. Son muy sensibles a los cambios de temperatura y pH, se desnaturalizan con facilidad. Son muy activas, transforman grandes cantidades de sustrato y aumentan muchísimo la velocidad de la reacción. Son muy específicas. Actúan a la temperatura del ser vivo. No se consumen ni se alteran durante la reacción química. Las reacciones catalizadas por enzimas son del orden de 1.000 a 1.000.000 de veces más rápidas que las no catalizadas por enzimas.

Especificidad Enzimática

Presentan un alto grado de especificidad tanto en la selección de los sustratos como en la reacción que catalizan sobre ellos. El grado de especificidad sobre el sustrato puede variar, existiendo enzimas con una especificidad absoluta y solo actúan sobre un tipo concreto de sustrato, llegando incluso a diferenciar entre estereoisómeros; otras, sin embargo, solo presentan especificidad sobre el grupo funcional (Esterasas). La especificidad de reacción significa que para cada tipo de reacción química, incluso realizada sobre un mismo sustrato, existe una enzima diferente, es decir, una enzima cataliza una sola reacción química o un grupo de reacciones estrechamente relacionadas.

Catálisis Enzimática

Cualquier reacción química se inicia con la rotura de ciertos enlaces entre los átomos que constituyen las moléculas de los reactivos, para formar los nuevos enlaces de las moléculas de los productos. El estado en el que los enlaces de las moléculas están debilitados o rotos, pero aún no se han formado los nuevos, se denomina estado de transición. Para alcanzar el estado de transición y para que la reacción química tenga lugar, es preciso comunicar a los reactivos cierta cantidad de energía: energía de activación.

La acción catalizadora de las enzimas consiste en rebajar la energía de activación para llegar más fácilmente al estado de transición y permitir que la reacción se lleve a cabo. Además, favorecen la aproximación de los sustratos y su orientación más adecuada.