Las enzimas son proteínas que catalizan de forma específica algunas reacciones bioquímicas uníéndose a la molécula que se va a transformar, es sustrato existen enzimas de naturaleza ribonucleoproteica llamadas ribozimas la enzima se encuentra en el centro activo la uníón enzima y sustrato implica un reconocimiento este tipo, es decir, un acoplamiento específico entre moléculas debido a su forma y su proximidad encajando ambas como piezas de un puzzle la variedad de y encima es incalculable pues son específicas para cada sustrato y para cada reacción bioquímica. Las enzimas disminuyen la energía de activación del proceso en el que intervienen, aceleran las reacciones bioquímicas. No cambian el signo ni la cuantía de la variación de la energía libre, no modifican el equilibrio sino que aceleran la llegada y al finalizar la reacción quedan libres y sin alterarse como cualquier otro catalizador.Influencia del pH y de la t. Enzimática. Las variaciones de temperatura indican cambios de configuración en la estructura terciaria o cuaternaria de las enzimas alterando su centro activo y su actividad biológica. La mayoría de las enzimas actúan a la temperatura corporal de los seres vivos INE activándose a temperaturas superiores a 50 o 60. Las variaciones del pH en el medio provocan un cambio en las cargas eléctricas superficiales de las enzimas modificándose su estructura terciaria y su actividad para cada encima hay un pH óptimo, por ejemplo las enzimas intestinales tripsina y quimotripsina actuar a un pH ligeramente alcalino, las deshidrogenasas tienen un pH óptimo de 7,5, mientras que la pepsina del estómago actúa un pH ácido.Cofactores enzimáticos. Algunas enzimas no son proteínas sino que están asociadas a otro tipo de moléculas no proteínas de las cuales depende su actividad y se llaman holoenzimas. Las moléculas no proteicas son los cofactores y la parte proteica, la apoenzima.Los cofactores pueden ser cationes metálicos a la apoenzima por regulan su activación y las moléculas orgánicas complejas llamadas coenzimas que se asocian a la parte proteica o apoenzima. A veces esta molécula es el grupo prostético de la apoenzima ya que está permanentemente unido a ella con un enlace covalente como el grupo hemo que pertenece a la catalasa.
La reacción enzimática.Especifidad. Es una de las carácterísticas más importantes de la actividad enzimática en la reacción que catalizan. Esta propiedad se debe a que la conformación tridimensional del centro activo del enzima resulta complementaria a la molécula del sustrato a la que se une mediante reconocimiento estérico. Modelo de llave cerradura: La complementariedad en la uníón de la enzima al sustrato se ha comparado con la existencia entre una llave y una cerradura siendo la llave el sustrato y la cerradura el centro activo de la enzima. Modelo de acoplamiento inducido: La uníón porque la uníón del propio sustrato induce un cierto cambio conformacional en el sitio activo de la enzima, que provoca el perfecto y definitivo acoplamiento entre esta y el sustrato. Inhibición de la actividad enzimática. Consiste en que la actividad de una enzima puede inhibirse si es el centro activo es ocupado por una molécula extraña muy similar a la del sustrato. Inhibidores reversibles: se unen de forma transitoria el encima funciones de una amiga inhibidores competitivos una conformación especial. Inhibidores irreversibles o venenos: Son inhibidores que se unen de forma permanente al centro activo de la enzima y suprimen por completo la actividad de la misma.
Vitaminas y metabolismo. Las vitaminas son biomoléculas de muy variada complejidad que pertenecen a varias clases de principios inmediatos. Son indispensables en la dieta porque solo las pueden sintetizar los organismos vegetales. La ausencia de vitaminas en el organismo provoca trastornos metabólicos llamados enfermedades carenciales y el exceso de vitaminas provoca avitaminosis que es la falta total de una o varias vitaminas, hipovitaminosis o presencia insuficiente en la dieta de una determinada vitamina que el organismo necesita e hipervitaminosis o exceso de vitaminas por la acumulación de una o varias ya la imposibilidad del organismo de eliminarlas de forma natural. Clasificación de las vitaminas.Las vitaminas hidrosolubles que son solubles en agua y actúan como coenzimas o precursoras de coenzimas como la vitamina C. Las liposolubles son insolubles en agua y solubles en disolventes no polares, son lípidos insaponificables y no son cofactores o precursores como la vitamina A, D, E y K.
El metabolismo. Comprende el conjunto de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo y cada una de ellas requiere la participación de una enzima que es producto de otras reacciones de síntesis proteica. Una ruta o vía metabólica es un proceso formado por una cadena de reacciones enzimáticas sucesivas. Cada una de las sustancias que intervienen sufren transformaciones durante el proceso y se llaman metabolitos. Moléculas que intervienen en el metabolismo. Metabolitos son las moléculas que intervienen en las distintas rutas del metabolismo para su degradación, el catabolismo o para participar en la síntesis de moléculas más complejas, el anabolismo. La glucosa y los ácidos grasos son ejemplos de metabolitos de degradación que actúan como verdaderos nutrientes de la célula viva. El acetilo y los aminoácidos son metabolitos necesarios para la síntesis de moléculas complejas. Nucleótidos son moléculas como el NAD+, NADP+, FAD y FMN que posibilitan la oxidación o reducción de los metabolitos según la ruta. Tienen una elevada complejidad estructural y la particularidad de poder existir en dos estados de oxidación por lo que son pares redox desde el punto de vista funcional suelen ser coenzimas en la parte proteica de las enzimas que intervienen en el metabolismo y actúan como transportadores de electrones. Moléculas con enlaces ricos en energía son los enlaces energéticos que suelen estar vinculados al grupo fosfato. Al formarse se almacena energía química y al romperse se libera esa misma cantidad de energía. Así, acoplándose a reacciones del metabolismo moléculas como el ATP, GTP y la Coenzima A sirven de almacén y actúan como proveedoras de energía según las necesidades. Moléculas extremas ambientales. Se encuentran al inicio o al final de un proceso metabólico y proceden del ambiente celular o son cedidas a él. Son moléculas sencillas como el oxígeno, el agua y el dióxido de carbono o complejas como el alcohol etílico o el ácido láctico. Con su entrada o salida permiten que el sistema sea abierto y siga realizando trabajo sin perder su equilibrio de flujos.
Alosterismo. Existen diversas moléculas llamadas ligandos efectores que se une a la enzima provocando en ella un cambio conformacional que origina la transformación entre la forma inactiva del encima y la forma funcionalmente activa de la misma, o viceversa. Ambas son distintas y estables. Estas moléculas se unen a la enzima en los centros reguladores que son diferentes al centro activo. Existen ligandos activadores e inhibidores. Los sustratos de las enzimas suelen comportarse como ligandos activadores de manera que la uníón de una molécula de sustrato a la enzima favorece la Uníón demás moléculas de sustrato. Los productos de la reacción suelen comportarse como ligandos inhibidores ya que inhiben la uníón de las moléculas de sustrato ahora encima e impiden la reacción enzimática. Estas enzimas que son reguladas por el sustrato y el producto de la reacción se conocen como enzimas alostericas el alosterismo constituye un importante mecanismo de regulación en la reacción enzimática. Cinética de la reacción enzimática. En las en las reacciones enzimáticas hay un límite en cuanto a la cantidad de sustrato que la enzima es capaz de transformar en el tiempo. La velocidad de la reacción aumenta de forma lineal hasta alcanzar un máximo en el que se produce la saturación de la enzima. La velocidad depende de la rapidez con la que la enzima es capaz de procesar el sustrato. El turnover, número de recambio o constante catalítica expresa el número máximo de moléculas de sustrato que puede transformar una molécula de encima por unidad de tiempo. Equivale a la actividad de la enzima cuando la velocidad de la reacción es máxima.
Vitaminas y metabolismo. Las vitaminas son biomoléculas de muy variada complejidad que pertenecen a varias clases de principios inmediatos. Son indispensables en la dieta porque solo las pueden sintetizar los organismos vegetales. La ausencia de vitaminas en el organismo provoca trastornos metabólicos llamados enfermedades carenciales y el exceso de vitaminas provoca avitaminosis que es la falta total de una o varias vitaminas, hipovitaminosis o presencia insuficiente en la dieta de una determinada vitamina que el organismo necesita e hipervitaminosis o exceso de vitaminas por la acumulación de una o varias ya la imposibilidad del organismo de eliminarlas de forma natural. Clasificación de las vitaminas.Las vitaminas hidrosolubles que son solubles en agua y actúan como coenzimas o precursoras de coenzimas como la vitamina C. Las liposolubles son insolubles en agua y solubles en disolventes no polares, son lípidos insaponificables y no son cofactores o precursores como la vitamina A, D, E y K.El metabolismo. Comprende el conjunto de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo y cada una de ellas requiere la participación de una enzima que es producto de otras reacciones de síntesis proteica. Una ruta o vía metabólica es un proceso formado por una cadena de reacciones enzimáticas sucesivas. Cada una de las sustancias que intervienen sufren transformaciones durante el proceso y se llaman metabolitos.
Moléculas que intervienen en el metabolismo. Metabolitos son las moléculas que intervienen en las distintas rutas del metabolismo para su degradación, el catabolismo o para participar en la síntesis de moléculas más complejas, el anabolismo. La glucosa y los ácidos grasos son ejemplos de metabolitos de degradación que actúan como verdaderos nutrientes de la célula viva. El acetilo y los aminoácidos son metabolitos necesarios para la síntesis de moléculas complejas. Nucleótidos son moléculas como el NAD+, NADP+, FAD y FMN que posibilitan la oxidación o reducción de los metabolitos según la ruta. Tienen una elevada complejidad estructural y la particularidad de poder existir en dos estados de oxidación por lo que son pares redox desde el punto de vista funcional suelen ser coenzimas en la parte proteica de las enzimas que intervienen en el metabolismo y actúan como transportadores de electrones. Moléculas con enlaces ricos en energía son los enlaces energéticos que suelen estar vinculados al grupo fosfato. Al formarse se almacena energía química y al romperse se libera esa misma cantidad de energía. Así, acoplándose a reacciones del metabolismo moléculas como el ATP, GTP y la Coenzima A sirven de almacén y actúan como proveedoras de energía según las necesidades. Moléculas extremas ambientales. Se encuentran al inicio o al final de un proceso metabólico y proceden del ambiente celular o son cedidas a él. Son moléculas sencillas como el oxígeno, el agua y el dióxido de carbono o complejas como el alcohol etílico o el ácido láctico. Con su entrada o salida permiten que el sistema sea abierto y siga realizando trabajo sin perder su equilibrio de flujos.