LAS ENZIMAS: CATALIZADORES BIOLÓGICOS ESENCIALES

Las enzimas son proteínas o complejos de proteínas y otras moléculas orgánicas o inorgánicas que actúan como catalizadores en los procesos químicos de los seres vivos. Aumentan la velocidad de las reacciones químicas y disminuyen la energía de activación necesaria para que estas reacciones ocurran.

Como catalizadores, las enzimas no modifican la constante de equilibrio ni se consumen en la reacción, por lo que se recuperan intactas al final del proceso. Su eficiencia y capacidad de reutilización permiten que se necesiten en cantidades mínimas.

ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS

Las enzimas son altamente específicas, lo que significa que cada enzima actúa sobre un sustrato o un grupo de sustratos relacionados (especificidad de sustrato) o realiza una acción específica sobre múltiples sustratos (especificidad de acción). Por ejemplo, la sacarasa solo hidroliza la sacarosa, mientras que las lipasas hidrolizan enlaces éster en diversos lípidos. Esta especificidad explica la existencia de miles de enzimas diferentes en una célula.

La analogía de la «llave y la cerradura» ilustra la especificidad de las enzimas, donde la enzima es la llave y el sustrato es la cerradura.

CONSTITUCIÓN QUÍMICA Y MODO DE ACTUACIÓN

Anteriormente, las enzimas se denominaban fermentos, ya que los primeros estudios se centraron en los fermentos de levaduras y bacterias. Actualmente, el término «fermento» se reserva para las enzimas que estos microorganismos liberan al exterior para llevar a cabo fermentaciones.

Las enzimas son principalmente proteínas, algunas son proteínas puras, mientras que otras tienen una parte proteica y una no proteica, unidas químicamente. La estructura tridimensional de la parte proteica determina la función de la enzima.

Las sustancias que reaccionan se unen a la enzima en una región llamada centro activo. Las interacciones químicas entre los aminoácidos del centro activo y el sustrato o sustratos provocan reordenamientos electrónicos que debilitan ciertos enlaces y favorecen la formación de otros, desencadenando la transformación química.

Cofactores y Coenzimas

Muchas enzimas requieren cofactores no proteicos para su actividad. Estos pueden ser iones metálicos como Cu⁺⁺ o Zn⁺⁺, o moléculas orgánicas complejas llamadas coenzimas, muchas de las cuales son vitaminas o derivados de vitaminas. Las coenzimas son esenciales para la función enzimática y a menudo son las responsables de la actividad catalítica.

Las enzimas se nombran añadiendo el sufijo -asa al nombre del sustrato (sacarasa), al tipo de reacción (hidrolasas) o a ambos (ADN polimerasa).

SUSTANCIAS EN REACCIONES ENZIMÁTICAS

Vectores de Transferencia de Energía

Estas sustancias capturan y ceden energía en procesos químicos. Generalmente son nucleótidos o derivados de nucleótidos, como:

• ATP (adenosina trifosfato): Adenina-Ribosa-P-P-P
• ADP (adenosina difosfato): Adenina-Ribosa-P-P

La hidrólisis del ATP libera energía: ATP + H₂O —-à ADP + P

Transportadores de Electrones

Estas moléculas transportan electrones entre moléculas, oxidándose y reduciéndose en el proceso:

• NAD⁺ / NADH (nicotinamida adenina dinucleótido oxidado/reducido)
• NADP⁺ / NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidado/reducido)
• FAD / FADH₂ (flavín adenina dinucleótido oxidado/reducido)

Transportadores de Grupos Acilo

Coenzima A: Molécula compleja que contiene ácido pantoténico (vitamina B₂) y participa en el transporte de grupos acilo.