Enzimas: ¬ŅQu√© es? & ¬ŅComo funciona?

En todo momento, sin ning√ļn pensamiento consciente de usted, los billones de c√©lulas de su cuerpo est√°n sufriendo una enorme cantidad de reacciones qu√≠micas que lo mantienen vivo y en equilibrio. Si bien estas reacciones pueden ocurrir solas si se les da suficiente tiempo, esta tasa no ser√≠a lo suficientemente r√°pida para los requisitos del cuerpo humano.

como resultado, casi todas las reacciones bioquímicas son asistidas por proteínas especializadas llamadas enzimas , que son catalizadores biológicos que pueden hacer que las reacciones sean un millón de veces más rápidas.

la adaptación de las enzimas es muy alta; la mayoría de los cientos de enzimas conocidas pueden catalizar solo una reacción, y la mayoría de las reacciones solo pueden ser catalizadas por una enzima específica.

¬ŅQu√© son las enzimas, exactamente?

Aunque la molécula de ácido nucleico rna (ácido ribonucleico) a veces puede actuar como un catalizador no enzimático, las enzimas verdaderas son proteínas , lo que significa que consisten en largas cadenas de aminoácidos que se doblan en una forma particular. Hay 20 aminoácidos en la naturaleza, todos los cuales su cuerpo requiere en cierta cantidad.

su cuerpo puede producir aproximadamente la mitad de estos, mientras que los otros deben ingerirse en la dieta. Los que tienes que comer se llaman amino√°cidos esenciales .

todos los aminoácidos tienen un átomo de carbono central unido a un grupo ácido carboxílico (-cooh), un grupo amino (-nh 2 ) y una cadena lateral, generalmente designada como "-r" en los diagramas químicos.

La cadena lateral determina el comportamiento √ļnico del amino√°cido. El orden de los amino√°cidos en una prote√≠na se llama su estructura primaria . una cadena de amino√°cidos se llama un polip√©ptido ; por lo general, cuando se hace referencia a una mol√©cula como tal, no es una prote√≠na funcional completa, sino una pieza de una.

las cadenas de aminoácidos pueden organizarse en formaciones en forma de espiral o en forma de lámina; Esto se conoce como estructura secundaria de una proteína . La forma en que la molécula finalmente se organiza en tres dimensiones, en gran parte como resultado de las interacciones eléctricas entre los aminoácidos en diferentes partes de la molécula, se denomina estructura terciaria .

Como con tantas cosas en el mundo natural, la forma se ajusta a la funci√≥n; es decir, la forma de una enzima determina su comportamiento preciso, incluida la fuerza con la que "busca" un sustrato particular (es decir, la mol√©cula sobre la que act√ļa una enzima).

¬ŅC√≥mo funcionan las enzimas?

¬ŅC√≥mo realizan las enzimas la actividad catal√≠tica? Esta pregunta puede ser separada en dos consultas relacionadas. uno, ¬Ņc√≥mo, en t√©rminos del movimiento b√°sico de los √°tomos, las enzimas aceleran las reacciones? y dos, ¬Ņqu√© caracter√≠sticas especiales de la estructura de las enzimas permiten que esto suceda?

La forma en que una enzima acelera una velocidad de reacción es allanando el camino entre el inicio y el final de la reacción. en este tipo de reacciones, los productos (las moléculas que quedan después de la reacción) tienen una energía total más baja que los reactivos (las moléculas que se transforman en productos durante la reacción).

Sin embargo, para que la reacción comience a funcionar, los productos deben superar una "joroba" de energía, denominada energía de activación (e a ).

Imagine estar en una bicicleta a media milla de su casa, un punto que est√° a 100 pies por encima de su camino de entrada. Si el camino sube por primera vez 50 pies antes de bajar r√°pidamente 150 pies para llegar al camino de entrada, obviamente tiene que pedalear por un tiempo antes de poder comenzar a deslizarse. pero si el tramo de la carretera consiste simplemente en un descenso suave y uniforme de media milla de largo, puede recorrer todo el camino.

una enzima, en efecto, transforma el primer escenario en el segundo; La diferencia de elevaci√≥n sigue siendo de 100 pies, pero el dise√Īo general no es el mismo.

el modelo de cerradura y llave

a nivel de la cooperación molecular, el complejo enzima-sustrato se describe a menudo en términos de una relación de "bloqueo y clave": la parte de la molécula de enzima que se une al sustrato, llamada el sitio activo , tiene la forma tal que se forma casi perfectamente encaja en la molécula de sustrato.

Al igual que deslizar una llave en una cerradura y girarla causa cambios en la cerradura (como el movimiento de un cerrojo), un catalizador logra la actividad enzimática al hacer que la molécula del sustrato cambie de forma.

estos cambios pueden resultar en un debilitamiento de los enlaces químicos en el sustrato a través de la distorsión mecánica, dando a la molécula lo suficiente de un "empuje" o "giro" para moverse hacia la forma del producto final.

a menudo, el producto a ser existe en un estado de transición mientras tanto, que se parece al reactivo y al producto.

Un modelo relacionado es el concepto de ajuste inducido . En este escenario, la enzima y el sustrato no hacen inicialmente un ajuste perfecto de cerradura con llave, pero el hecho mismo de que entren en contacto provoca cambios en la forma del sustrato que optimiza la interacción física enzima-sustrato.

el cambio al sustrato hace que se parezca más a una molécula de estado de transición, que luego se transforma en el producto final a medida que la reacción avanza.

¬ŅQu√© afecta la funci√≥n de la enzima?

Aunque son poderosas, las enzimas, como todas las mol√©culas biol√≥gicas, no son invencibles. muchas de las mismas condiciones que da√Īan o destruyen otras mol√©culas, as√≠ como c√©lulas y tejidos completos, pueden disminuir la actividad de las enzimas o impedir que funcionen por completo.

como probablemente sepa, la temperatura de su cuerpo debe permanecer en un rango estrecho (por lo general, entre 97.5 y 98.8 grados Fahrenheit) para que usted permanezca saludable. una razón para esto es que las enzimas dejan de funcionar correctamente si la temperatura corporal aumenta por encima de este nivel, lo que se percibe como fiebre.

Adem√°s, las condiciones altamente √°cidas pueden alterar los enlaces qu√≠micos de la enzima. tal da√Īo relacionado con la temperatura y el ph se llama desnaturalizaci√≥n de la enzima.

Adem√°s, como es de esperar, un aumento en la cantidad de enzima tiende a acelerar una reacci√≥n a√ļn m√°s, mientras que una disminuci√≥n en la concentraci√≥n de enzima la ralentiza.

de manera similar, agregar más sustrato al mismo tiempo que mantiene la cantidad de enzima al mismo tiempo acelera una reacción hasta que la enzima se "agota al máximo" y no puede atender a todo el sustrato presente.

¬ŅQu√© son las coenzimas y los cofactores?

diga que va en un viaje en bicicleta de recaudación de fondos a través del país y recibe el apoyo de amigos que le dan bebidas y ropa fresca de una camioneta.

Sus amigos necesitarán apoyo propio durante el viaje, como gasolina para el vehículo y alimentos para la tripulación.

Si su viaje puede considerarse como una "reacción" y la tripulación de la furgoneta es la "enzima" que "cataliza" su viaje, las tiendas de alimentos en la ruta se pueden considerar como coenzimas , en bioquímica, sustancias que no son enzimas. pero son necesarias para que las enzimas realicen mejor su trabajo.

Al igual que los sustratos, las coenzimas se unen al sitio activo de las enzimas, donde el sustrato se une, pero no se consideran sustratos en sí mismos.

Las coenzimas a menudo funcionan como portadores de electrones, o ubicaciones de acoplamiento temporal para los átomos o grupos funcionales que se transfieren entre las moléculas en la reacción general. los cofactores son moléculas inorgánicas como el zinc que ayudan a las enzimas en los organismos vivos, pero a diferencia de las coenzimas, no se unen al sitio activo de una enzima.

Ejemplos de coenzimas comunes incluyen:

  • coenzima a , o coa, que se une al acetato para formar acetil coa, importante en la respiraci√≥n celular, que genera energ√≠a para las c√©lulas a partir de la glucosa del az√ļcar;
  • nicotinamida adenina dinucelotida (nad) y flavina adenina dinucel√≥tida (moda), que son portadores de electrones de alta energ√≠a que tambi√©n contribuyen a la respiraci√≥n celular; 
  • Piridoxal fosfato, o vitamina b6 , que mueve los grupos amino entre las mol√©culas.


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