TEMA 6: ENZIMAS
INTRODUCIÓN
Nas células teñen lugar milleiros de reaccións químicas controladas e organizadas. A suma
de actividades químicas da célula que permiten o seu crecemento, conservación e
reparación recibe o nome de metabolismo. Trátase dunha actividade celular moi
coordinada, desempeñando funcións concretas e que en definitiva produce unha corrente
de enerxía dentro da célula, o que constitúe a esencia da vida. Canda unha subtancia entra
na célula mobilízase dentro dela para participar no metabolismo, normalmente vai sufrindo
reacións sucesivas que orixinan diferentes substancias chamadas metabolitos
intermedios, ata chegar finalmente a unha substancia que se almacenará ou eliminará ó
exterior.
As enzimas son biocatalizadores, é dicir, substancias que aumentan a velocidade das
reaccións químicas do metabolismo dos seres vivos.
Desde o punto de vista químico, son proteínas globulares, solubles en auga e difunden
con facilidade nos líquidos orgánicos.
CATÁLISE
Para unha reacción calquera de tipo A → P (one A son os reactivos e P os produtos) se leve
a cabo, é necesario que as moléculas reaccionantes (moléculas de A) entren en contacto, é
dicir, choquen. O choque produce reacción (é dicir, se formarán os produtos) se as
moléculas teñen suficiente enerxía como para que se poidan relaxar ou romper algúns
enlaces e formarse outros novos. Esta enerxía mínima necesaria para que se produza a
reacción denomínase enerxía de activación e leva aos reactivos a acadar o estado de
transición ou estado activado, a partir do cal, proseguirá a rección e formaranse os
produtos da mesma.
Se define a enerxía de activación
como a cantidade de enerxía,
expresada en calorías, necesaria para
que tódalas moléculas dun mol de
reactivo, a unha determinada Tº,
poidan alcanzar o estado de transición.
A enerxía de activación pode
conseguirse nun laboratorio por
medios físicos (con aumento da
temperatura ou con descargas
eléctricas) ou ben por medios químicos
(emprego de catalizadores). As células
resolven este problema empregando
as enzimas. Estas son
biocatalizadores ou catalizadores
biolóxicos, moléculas de natureza
47
, proteíca que se unen de xeito pasaxeiro ao substrato (nome que recibe o reactivo dunha
reacción metabólica) e que diminúen a enerxía de activación, permitindo que gran parte
das moléculas de substrato poidan reaccionar ó mesmo tempo, e polo tanto acadar antes o
estado activado.
O resultado é que a rección se produce máis rapidamente, a enzima non sofre ningunha
alteración no proceso e pódese volver utlizar repetidamente (non se consume na reacción).
As enzimas non alteran o equilibrio da reacción, aínda que aceleran a súa consecución.
ESTRUTURA E COMPOSICIÓN DAS ENZIMAS
As enzimas son proteínas globulares constituídas
por unha ou varias cadeas polipeptídicas. Estas
cadeas préganse de xeito que forman ocos e
cavidades na superficie da molécua. As
substancias que van ser transformadas, os
substratos, encaixan nestas cavidades da
enzima onde terá lugar a formación dos
produtos. Esta parte da molécula denomínase
centro activo.
De tódolos aminoácidos que constitúen a proteína enzimática, só uns poucos forman parte
do centro activo. Entre eles podemos diferencias dous tipos:
➔ Aminoácidos de fixación, encargados de establecer enlaces transitorios co
substrato.
➔ Aminoácidos catalizadores, necesítanse para desenvolver a actividade catalítica,
obrigando ó substrato a acadar o estado de transición.
Os demais aminoácidos da proteína constitúen os chamados aminoácidos estruturais.
Aínda que estes non forman parte do centro activo, serven de esqueleto estrutural para
manter a conformación e disposición no espazo do mesmo centro activo.
Algunhas enzimas están constituídas só por proteínas (unha ou varias cadeas
polipeptídicas), pero outras enzimas (holoenzimas) están formadas por unha proteína
(apoenzima) e precisan dalgún compoñente adicional que tamén se une ó sitio activo para
facilitar a catálise. Esta molécula denomínase cofactor, e pode ser:
➔ Un ión metálico como Fe2+, Mg2+, Zn2+, etc.
➔ Unha molécula orgánica de natureza moi variada.
◆ Cando se trata de substancias que se unen a elas de xeito transitorio,
(enlaces non covalentes), como ATP, FAD, Coenzima A, etc., denomínase
coenzimas.
◆ Se o cofactor orgánico está permanentemente unido á enzima por un enlace
covalente, recibe entón o nome de grupo prostético.
MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA
48
INTRODUCIÓN
Nas células teñen lugar milleiros de reaccións químicas controladas e organizadas. A suma
de actividades químicas da célula que permiten o seu crecemento, conservación e
reparación recibe o nome de metabolismo. Trátase dunha actividade celular moi
coordinada, desempeñando funcións concretas e que en definitiva produce unha corrente
de enerxía dentro da célula, o que constitúe a esencia da vida. Canda unha subtancia entra
na célula mobilízase dentro dela para participar no metabolismo, normalmente vai sufrindo
reacións sucesivas que orixinan diferentes substancias chamadas metabolitos
intermedios, ata chegar finalmente a unha substancia que se almacenará ou eliminará ó
exterior.
As enzimas son biocatalizadores, é dicir, substancias que aumentan a velocidade das
reaccións químicas do metabolismo dos seres vivos.
Desde o punto de vista químico, son proteínas globulares, solubles en auga e difunden
con facilidade nos líquidos orgánicos.
CATÁLISE
Para unha reacción calquera de tipo A → P (one A son os reactivos e P os produtos) se leve
a cabo, é necesario que as moléculas reaccionantes (moléculas de A) entren en contacto, é
dicir, choquen. O choque produce reacción (é dicir, se formarán os produtos) se as
moléculas teñen suficiente enerxía como para que se poidan relaxar ou romper algúns
enlaces e formarse outros novos. Esta enerxía mínima necesaria para que se produza a
reacción denomínase enerxía de activación e leva aos reactivos a acadar o estado de
transición ou estado activado, a partir do cal, proseguirá a rección e formaranse os
produtos da mesma.
Se define a enerxía de activación
como a cantidade de enerxía,
expresada en calorías, necesaria para
que tódalas moléculas dun mol de
reactivo, a unha determinada Tº,
poidan alcanzar o estado de transición.
A enerxía de activación pode
conseguirse nun laboratorio por
medios físicos (con aumento da
temperatura ou con descargas
eléctricas) ou ben por medios químicos
(emprego de catalizadores). As células
resolven este problema empregando
as enzimas. Estas son
biocatalizadores ou catalizadores
biolóxicos, moléculas de natureza
47
, proteíca que se unen de xeito pasaxeiro ao substrato (nome que recibe o reactivo dunha
reacción metabólica) e que diminúen a enerxía de activación, permitindo que gran parte
das moléculas de substrato poidan reaccionar ó mesmo tempo, e polo tanto acadar antes o
estado activado.
O resultado é que a rección se produce máis rapidamente, a enzima non sofre ningunha
alteración no proceso e pódese volver utlizar repetidamente (non se consume na reacción).
As enzimas non alteran o equilibrio da reacción, aínda que aceleran a súa consecución.
ESTRUTURA E COMPOSICIÓN DAS ENZIMAS
As enzimas son proteínas globulares constituídas
por unha ou varias cadeas polipeptídicas. Estas
cadeas préganse de xeito que forman ocos e
cavidades na superficie da molécua. As
substancias que van ser transformadas, os
substratos, encaixan nestas cavidades da
enzima onde terá lugar a formación dos
produtos. Esta parte da molécula denomínase
centro activo.
De tódolos aminoácidos que constitúen a proteína enzimática, só uns poucos forman parte
do centro activo. Entre eles podemos diferencias dous tipos:
➔ Aminoácidos de fixación, encargados de establecer enlaces transitorios co
substrato.
➔ Aminoácidos catalizadores, necesítanse para desenvolver a actividade catalítica,
obrigando ó substrato a acadar o estado de transición.
Os demais aminoácidos da proteína constitúen os chamados aminoácidos estruturais.
Aínda que estes non forman parte do centro activo, serven de esqueleto estrutural para
manter a conformación e disposición no espazo do mesmo centro activo.
Algunhas enzimas están constituídas só por proteínas (unha ou varias cadeas
polipeptídicas), pero outras enzimas (holoenzimas) están formadas por unha proteína
(apoenzima) e precisan dalgún compoñente adicional que tamén se une ó sitio activo para
facilitar a catálise. Esta molécula denomínase cofactor, e pode ser:
➔ Un ión metálico como Fe2+, Mg2+, Zn2+, etc.
➔ Unha molécula orgánica de natureza moi variada.
◆ Cando se trata de substancias que se unen a elas de xeito transitorio,
(enlaces non covalentes), como ATP, FAD, Coenzima A, etc., denomínase
coenzimas.
◆ Se o cofactor orgánico está permanentemente unido á enzima por un enlace
covalente, recibe entón o nome de grupo prostético.
MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA
48
