Enzimas: Catalizadores Biológicos

Enzimas: Catalizadores biológicos

• Las enzimas son biomoléculas que actúan como catalizadores biológicos.
• Catalizan las reacciones químicas dentro de las células, permitiendo que ocurran a una velocidad adecuada para la vida.
• Son esenciales para la degradación de nutrientes, la transformación de energía, la síntesis de macromoléculas biológicas y otras reacciones químicas.

Nomenclatura y Clasificación

• Se utilizan nombres triviales (ej. tripsina, pepsina).
• Se utilizan nombres que incluyen el sustrato y el sufijo -asa (ej. ureasa, arginasa).
• Se las denomina según el tipo de cambio químico en el sustrato (ej. lactato deshidrogenasa, triglicérido hidrolasa).
• La clasificación sistemática utiliza el sistema de la Comisión Internacional de Enzimas (International Enzyme Commission, EC).
• El sistema EC clasifica a las enzimas en 7 clases según el tipo de reacción catalizada.

Clases de Enzimas

• Oxidorreductasas: Catalizan reacciones de oxidación-reducción.
• Transferasas: Catalizan la transferencia de grupos funcionales de un sustrato a otro.
• Hidrolasas: Catalizan la hidrólisis de enlaces químicos.
• Liasas: Catalizan la adición o eliminación de grupos químicos para formar dobles enlaces.
• Isomerasas: Catalizan la isomerización de una molécula.
• Ligasas: Catalizan la unión de dos moléculas, generalmente a través de la hidrólisis de ATP.
• Translocasas: Catalizan el movimiento de iones o moléculas a través de las membranas.

Especificidad Enzimática

• Centro activo: Región tridimensional donde se une el sustrato y ocurre la catálisis.
• Residuos esenciales: Participan en la catálisis y la unión del sustrato.
  • Residuos estructurales: Dan forma al centro activo.
  • Residuos de unión: Se unen al sustrato mediante interacciones débiles.
  • Residuos catalíticos: Participan directamente en la reacción.
• Especificidad absoluta: Solo reconoce un único sustrato.
• Especificidad relativa: Se observa cuando las enzimas reconocen un grupo de sustratos con una estructura química similar.
  • Especificidad de grupo: Reconocen tipos específicos de grupos funcionales.
  • Especificidad de reacción: Reconocen un tipo específico de reacción.
  • Estereoespecificidad: Reconocen solo enantiómeros específicos de una molécula.

Modelos para la Interacción Enzima-Sustrato

• Modelo llave-cerradura: El sustrato encaja perfectamente en el centro activo.
• Modelo ajuste inducido: El centro activo cambia de conformación para adaptarse al sustrato.

Poder Catalítico

• Las enzimas son catalizadores altamente eficaces.
• Aceleran las reacciones químicas hasta 10^17 veces más rápido que sin enzima.
• No se consumen en la reacción.
• No alteran el equilibrio de la reacción, solo la velocidad.

Cinética Enzimática: Ecuación de Michaelis-Menten

• Describe la relación entre la velocidad de reacción y la concentración de sustrato.
• La ecuación de Michaelis-Menten surge de un modelo simple que describe la unión del sustrato a la enzima formando un complejo ES.
• K1 y K-1 representan las constantes de asociación y disociación del complejo ES, respectivamente.
• K2 es la constante de velocidad de conversión del producto ES a producto P y enzima libre E, y generalmente es el paso limitante de la reacción.
• Define las constantes de Michaelis (KM) y la constante catalítica (Kcat).

Cinética Enzimática: Constantes importantes

• KM: Concentración de sustrato a la que la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima.
• Kcat: Número de moléculas de sustrato convertidas en producto por molécula de enzima por unidad de tiempo.

Cinética Enzimática: Importancia de la Ecuación de Michaelis-Menten

• Permite determinar la velocidad máxima de la reacción (Vmax).
• Permite comprender la afinidad de la enzima por el sustrato (KM).
• Permite estudiar la actividad de las enzimas, la inhibición enzimática y el efecto del pH y la temperatura.

Este cuestionario explora el papel de las enzimas como catalizadores biológicos esenciales en las reacciones químicas dentro de las células. Se cubren aspectos como la nomenclatura, clasificación y las diferentes clases de enzimas. Aprende sobre su importancia en procesos biológicos fundamentales.