Escrito por Tendenzias

Las enzimas como biocatalizadores: propiedades y función catalítica

Ante todo debemos saber que “catalizar” significa acelerar los procesos del metabolismo de los seres vivos, claro está, en el sentido biológico de la palabra. Los catalizadores biológicos o biocatalizadores son las hormonas, las vitaminas y efectivamente las enzimas, las cuales alteran el desarrollo de las reacciones químicas que se llevan a cabo en un ser vivo (los inhibidores son los que desactivan dicha catálisis).

Cabe mencionar también que, aunque la acción de catalizar se base en aumentar la velocidad de las reacciones, existen los “catalizadores negativos”, los cuales producen el efecto contrario dentro del organismo que es el de ralentizar las mismas o disminuir su velocidad.

Dicho esto vamos a explicar qué son las enzimas, sus propiedades y cuál es su papel o función biológica.

¿Qué son las enzimas?

Las enzimas son moléculas de procedencia proteica que se encargan de catalizar reacciones químicas, siempre y cuando estas sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, esto quiere decir que transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. En dichas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas llamadas “sustratos”, las cuales se convierten posteriormente en distintas moléculas denominadas “productos”.

La mayoría de los procesos que tienen lugar en el interior de las células precisan de enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. Las reacciones en las que las enzimas intervienen se denominan “reacciones enzimáticas”.

La actividad de las enzimas puede verse alterada por la acción de otras moléculas ya mencionadas anteriormente, los “inhibidores enzimáticos”. Estos se tratan de moléculas cuya función es la de disminuir o inhibir la acción de las enzimas, mientras que los “activadores” son moléculas que incrementan dicha acción.

Propiedades de las enzimas

Puesto que el origen de las enzimas es proteico, sus propiedades serán lógicamente idénticas a las de las proteínas, entre sus características más generales podemos destacar las siguientes:

  1. Su solubilidad en el agua.
  2. Su actividad depende en ciertos casos del pH del medio, esto puede verse en que las enzimas actúan en distintos medios algunos más o menos ácidos como el estómago o el páncreas, así precisan de pH óptimos y distintos.
  3. Son capaces de precipitarse por el alcohol.
  4. La temperatura es un factor clave, podríamos decir que el principal cuando se trata de las acciones enzimáticas, las bajas temperaturas las desactivan, (sin destruirlas). Si aumentamos la temperatura su actividad crece hasta un valor óptimo, a partir del cual va decreciendo y por consecuente las altas temperaturas las destruyen.
  5. Basan su constitución en dos partes fundamentales: una parte proteica llamada “apoenzima” y un grupo activo llamado “coenzima”. El último es para nosotros, los seres humanos, como las vitaminas. Es decir, al igual que no podemos sintetizar las coenzimas y hemos de incorporarlas a la dieta porque son estrictamente necesarias para que nuestro organismo esté correctamente activo y funcional.
  6. Gran eficiencia, es decir, las enzimas son capaces de transformar un gran número de moléculas en un tiempo relativamente corto.

Función biológica

Las enzimas presentan numerosas funciones en los organismos vivos. Por ejemplo son indispensables a la hora de transmitir señales y en los procesos de regulación, habitualmente por medio de quinasas y fosfatasas. Son capaces de producir que las vesículas se muevan por el medio interno acuoso que es el citoesqueleto. Otro tipo de ATPasa que se encuentra en  la membrana celular pueden ser las bombas de iones, las cuales participan en los procesos de transporte activo.

Especificando, y entrando un poco más de lleno en las funciones de las enzimas las diferenciamos en los siguientes tipos:

Isomerasas

Este tipo de enzima es el encargado de transformar un isómero de un compuesto químico en otro diferente.

Las Isomerasas reaccionan siguiendo el patrón más sencillo en lo referente a la acción enzimática:

ABC →  ACB

Liasas

Requieren de la participación de un solo sustrato para que se efectúe una reacción en un sentido y de dos para realizarla contrariamente.

El papel de estas enzimas no es otro que el de catalizar la ruptura que se produce entre los enlaces químicos en compuestos orgánicos mediante un mecanismo totalmente distinto a la oxidación e hidrólisis. El resultado del proceso de dicha ruptura es la formación de nuevos enlaces dobles o nuevas estructuras en forma de anillos.

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Ligasas

 Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea a partir de la formación de enlaces covalentes acompañado por la hidrólisis del ATP y dando lugar a un nuevo enlace químico.

Transferasas

Catalizan la transferencia de un grupo funcional, por ejemplo un metilo o un grupo fosfato, de una molécula donadora a otra receptora o aceptora.

(A menudo la molécula donadora resulta ser una coenzima).

Oxidoreductasas

Estas enzimas son las que se encargan exclusivamente de catalizar la transferencia de electrones que se produce desde una molécula (reductora o aceptora) hasta otra molécula (receptora) y esta será la oxidante.

Hidrolasas

Su función es la de catalizar las reacciones de hidrólisis de un enlace químico. Esta clase de enzimas son una clase especial de trasferasas en la cual el agua sirve como aceptor o reductor del grupo que ha sido transferido.

Isomerasa

Estas enzimas se encargan de catalizar la interconversión de isómeros.

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Son isómeros dos cuerpos químicos que constan de la misma fórmula molecular pero a su vez constan de unas características distintas debido a la distinta organización de los átomos en la molécula.

Según investigadores, preservar las enzimas es un aspecto crucial para una vida de longevidad, ya que lógicamente las personas jóvenes tienen niveles más elevados de enzimas que las personas adultas.

Numerosas investigaciones han descubierto enzimas cuyo uso es aplicable para todo tipo de fines, desde para aumentar la resistencia atlética hasta enzimas para tratar el cáncer.

Para añadir, como conclusión, las enzimas son sumamente fundamentales en cualquier organismo pues sin su acción, el metabolismo no sería ni la mitad de funcional de lo que es, ni se produciría de la misma manera ,ni tampoco sería lo suficiente rápido como para atender a todas necesidades que la célula precisa.

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