Enzimas y su función catalítica

Definición y Función de las Enzimas

• Las enzimas son biopolímeros especializados, principalmente proteínas, que catalizan reacciones químicas.
• Excepcionalmente, las ribozimas son enzimas compuestas por material genético en lugar de proteínas.
• Catalizan la conversión de sustratos en productos, incrementando la velocidad de las reacciones químicas.

Conceptos Clave

• Catalizador: Sustancia que acelera una reacción química al disminuir la energía de activación.
• Estado de Transición: Forma activada de una molécula en el punto más alto de una reacción química.
• Energía de Activación (ΔG): Energía necesaria para convertir reactantes en el estado de transición.
• Sitio Activo: Región de la enzima que se une al sustrato y lleva a cabo la transformación.

Propiedades de las Enzimas

• Aceleran reacciones químicas al reducir energía de activación.
• Plantean condiciones menos extremas para las reacciones (temperatura, pH).
• Tienen alta especificidad para sustratos y productos, y capacidad de regulación.
• Pueden realizar reacciones (hidrolizar enlaces peptídicos) que son imposibles sin ellas.

Tipos de Catálisis

• Catálisis Ácida: Transferencia de protones desde un ácido que reduce energía libre del estado de transición.
• Catálisis Básica: Aumento de la velocidad de reacción mediante eliminación de protones.
• Catálisis Covalente: Formación de un enlace covalente temporal entre la enzima y el sustrato.
• Catálisis por Ion Metálico: Aproximadamente un tercio de las enzimas requieren iones metálicos para su actividad, actuando al unirse a sustratos y participar en reacciones de oxidación-reducción.

Mecanismos de Catálisis

• Catálisis por Proximidad: Alta concentración de sustratos mejora la velocidad de reacción al posicionar moléculas en la región óptima para interactuar.
• Fijación del Estado de Transición: Algunas enzimas tienen mayor afinidad por el estado de transición que por el sustrato, facilitando la reacción.

Aminoácidos y Catálisis

• Aminoácidos como Aspártico, Glutámico, Histidina, Cisteína, Serina, Arginina, Tirosina y Lisina son activos en catálisis ácida y básica.
• Catálisis covalente a menudo involucra Lisina, Cisteína, Serina y Histidina, así como grupos prostéticos como Tiamina Difosfato y Piridoxal Fosfato.

Conclusiones

• Las enzimas son esenciales para la vida, catalizando reacciones en condiciones suaves y manteniendo la especificidad y regulación necesarias para el funcionamiento celular.

Este cuestionario explora el fascinante mundo de las enzimas, centrándose en su función como catalizadores biológicos. Aprenderás sobre su estructura, el papel de los sustratos y productos en las reacciones químicas, y la importancia de las enzimas en los procesos vitales. Prueba tus conocimientos sobre estas biomoléculas esenciales.