Introducción
Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores en las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos. Aumentan la velocidad de reacción al disminuir la energía de activación necesaria para que se produzca la reacción.
Clasificación de las Enzimas
Las enzimas se clasifican en seis categorías según el tipo de reacción que catalizan:
- Oxidorreductasas: Catalizan reacciones de oxidación-reducción.
- Transferasas: Transfieren grupos funcionales de una molécula a otra.
- Hidrolasas: Rompen enlaces covalentes mediante la adición de agua.
- Liasas: Rompen enlaces covalentes sin añadir o eliminar agua.
- Isomerasas: Catalizan la interconversión de isómeros.
- Ligasas: Catalizan la formación de enlaces covalentes entre dos moléculas.
Estructura de las Enzimas
La mayoría de las enzimas son proteínas. Algunas también contienen una coenzima, una molécula no proteica que ayuda a la enzima a catalizar la reacción. La parte proteica de la enzima se llama apoenzima, y junto con la coenzima forman la holoenzima.
Mecanismo de Acción
Las enzimas aumentan la velocidad de reacción al proporcionar un sitio activo donde el sustrato (la molécula sobre la que actúa la enzima) puede unirse. El sitio activo tiene una forma complementaria al sustrato, lo que permite un ajuste perfecto. La unión del sustrato al sitio activo induce un cambio conformacional en la enzima, lo que facilita la reacción.
Actividad Enzimática
La actividad enzimática se mide por la cantidad de producto formado o sustrato consumido en un tiempo determinado. La velocidad inicial de la reacción es la velocidad cuando la cantidad de sustrato consumido es inferior al 20% del total.
Factores que Afectan la Actividad Enzimática
- Cantidad de enzima: La velocidad de reacción es directamente proporcional a la cantidad de enzima presente.
- Cantidad de sustrato: A bajas concentraciones de sustrato, la velocidad de reacción aumenta rápidamente con el aumento de la concentración de sustrato. A concentraciones más altas, la velocidad de reacción se vuelve más lenta y alcanza un máximo.
- Temperatura: La actividad enzimática aumenta con la temperatura hasta un máximo óptimo. Por encima de este óptimo, la actividad disminuye rápidamente debido a la desnaturalización de la enzima.
- pH: La actividad enzimática es óptima en un rango de pH específico. Por encima o por debajo de este rango, la actividad disminuye debido a la desnaturalización de la enzima.
- Inhibidores: Los inhibidores son moléculas que se unen a las enzimas y reducen su actividad. Pueden ser irreversibles o reversibles.
Regulación de las Enzimas
La actividad enzimática está regulada por varios mecanismos para ajustarla a las necesidades de la célula. Estos mecanismos incluyen:
- Retroalimentación: La concentración del producto final de una vía metabólica puede inhibir la enzima de la primera etapa de la vía.
- Enzimas alostéricas: Estas enzimas tienen sitios de unión adicionales para moléculas reguladoras que pueden modificar su actividad.
- Modificación covalente: La adición o eliminación de grupos químicos a la enzima puede alterar su actividad.
Tipos de Enzimas
- Enzimas constitutivas: Se producen constantemente y están presentes en niveles constantes en la célula.
- Enzimas inducibles: Su síntesis se activa en respuesta a la presencia de un sustrato específico.
- Procesos enzimáticos en cascada: Una serie de enzimas se activan secuencialmente, lo que amplifica la señal.
- Isozimas: Son enzimas con la misma actividad pero diferentes estructuras y propiedades reguladoras.