Regulación y Mecanismos de la Actividad Enzimática: Clasificación y Eficacia

Regulación y Mecanismos de la Actividad Enzimática

10.2. Modulación de la velocidad de reacción

Por modulación se entiende una variación de la actividad de una enzima determinada. Puede ser:

Alosterismo

En las reacciones en cadena, el producto de una enzima puede ser el sustrato de otra hasta alcanzar un producto final (P). De modo que P suele actuar como modulador negativo (-) de la enzima inicial de la ruta (E₀) para evitar que P se acumule en el citoplasma. En otras ocasiones, el propio sustrato inicial (S₀) puede actuar como modulador positivo (+) de E₀, también para evitar que S₀ se acumule, ya que tanto S₀ como P suelen ser solubles y su acumulación puede afectar a la presión osmótica.

Además:

• El enzima alostérico suele ser el enzima más lento de la cadena.
• Estos enzimas suelen tener varias cadenas polipeptídicas o subunidades (por tanto, estructura 4^aria).
• Presentan varios centros de regulación, tanto positivos como negativos.
• Adoptan dos configuraciones distintas: estado R (estado de alta afinidad) y estado T (de baja afinidad).

Enzimas modulados covalentemente

Son enzimas que presentan dos formas alternativas: una forma activa (fosforilada) y una forma inactiva (desfosforilada), interconvertibles entre sí.

Zimógenos o proenzimas

Son enzimas que se sintetizan de forma inactiva y se convierten en su forma activa tras serle eliminado, generalmente, un fragmento de su secuencia de aminoácidos.

10.3 Mecanismos para aumentar la eficacia enzimática

Compartimentación celular

Los enzimas implicados en procesos metabólicos importantes se encuentran dentro de estructuras membranosas (orgánulos celulares). De esa manera, se evita su dispersión por el citoplasma y se aseguran unas condiciones medioambientales adecuadas. Por ejemplo: cadena transportadora de e^- (C.T.e^-).

Reacciones en cascada

El producto de una reacción enzimática actúa como enzima de otra reacción cuyo producto es, a su vez, la enzima de una nueva reacción, y así sucesivamente. Esto aumenta considerablemente el número de enzimas obtenidos, de forma activa, en cada paso. Ejemplo: coagulación sanguínea.

Complejos multienzimáticos

Son agrupaciones de enzimas que llevan a cabo reacciones consecutivas de modo que el producto de la primera es el sustrato de la segunda, y así sucesivamente. Ejemplo: la ácido graso-sintetasa.

Isoenzimas

En ocasiones, por mutación, aparecen moléculas enzimáticas nuevas que, sin embargo, realizan la misma función pero que presentan diferentes propiedades electroforéticas y/o K_M diferentes, por lo que su V_r también es diferente. Ejemplo: la lactato deshidrogenasa que, dependiendo del tejido, está formada por distintas subunidades.

11. Clasificación de los Enzimas

Los enzimas se clasifican en 6 clases dependiendo de su mecanismo de actuación:

• Oxidoreductasas: Reacciones de óxido reducción con pérdida y ganancia de electrones.
• Liasas: Añaden moléculas sencillas a dobles enlaces (rompiendo así el enlace).
• Transferasas: Transfieren grupos funcionales entre moléculas.
• Isomerasas: Transforman un isómero en otro.
• Hidrolasas: Provocan la hidrólisis de una molécula.
• Ligasas: Unión de moléculas o grupos mediante energía del ATP.