Mecanismos de Control Metabólico: Isoenzimas y Regulación Alostérica
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Las Isoenzimas y la Regulación Enzimática
Definición de Isoenzimas
Las isoenzimas son formas moleculares diferentes de una misma enzima que proceden de una misma especie, pero que presentan características físicas, químicas e inmunológicas distintas. Cada una de ellas posee diferentes aminoácidos, aunque el centro activo es similar, por lo que todas catalizan la misma reacción.
Sistemas Multienzimáticos y Enzimas Reguladoras
Diversas enzimas alostéricas se encuentran como enzimas. La mayor parte de las enzimas en la célula actúan en cadenas secuenciales llamadas sistemas multienzimáticos, donde cada enzima realiza una tarea metabólica específica.
En la mayoría de los sistemas multienzimáticos, la primera enzima de la secuencia actúa como regulador de la velocidad de todo el sistema y recibe el nombre de enzima reguladora (o enzima alostérica).
Mecanismo de Regulación por Retroalimentación Negativa
Esta enzima es inhibida, habitualmente, por el producto final del sistema multienzimático. Dicho producto actúa como inhibidor y se sitúa en el centro alostérico. De este modo, siempre que el producto final se acumula por encima de la concentración crítica, inhibe a la primera enzima de la secuencia e interrumpe la vía metabólica.
Regulación Global del Metabolismo Celular
Las miles de reacciones que ocurren en el interior de la célula están rigurosamente controladas. La regulación del metabolismo se realiza mediante dos mecanismos principales:
Control Genético
Implica un cambio en el número total de moléculas de enzimas. Se logra por medio de la inducción y represión enzimáticas, lo que permite un control del metabolismo a nivel de la transcripción.
Características del Control Genético
- Es un tipo de regulación más económico.
- Es relativamente lento.
- Ahorra energía a la célula.
Control de la Catálisis (Regulación Enzimática Directa)
Las células poseen mecanismos de regulación más finos que se ejercen directamente a nivel enzimático. El control de la catálisis se produce por cambios en la actividad enzimática, sin modificar el número total de moléculas de enzima presentes.
Mecanismo Principal: Inhibición por Retroalimentación (Feedback)
El principal mecanismo de control es la inhibición por retroalimentación (feedback), que evita la acumulación inútil de metabolitos. Esta es una forma más fina y casi instantánea de asegurar una actividad enzimática adecuada para los requerimientos celulares. La regulación alostérica permite una adaptación instantánea de la actividad catalítica.