Importancia de la catálisis biológica y concepto de enzima




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Tema 5. Enzimas

TEMA 5. ENZIMAS


  1. Introducción

  2. Importancia de la catálisis biológica y concepto de enzima

  3. Composición y Estructura: Apoenzima y cofactor

  4. Papel de apoenzima y cofactor

  5. Propiedades

  6. Catálisis enzimática

    1. Modelos de actuación

  7. Cinética enzimática

    1. Factores

  8. Regulación de la actividad enzimática

  9. Clasificación y nomenclatura

  10. Mecanismos para aumentar la eficacia enzimática

  11. Las vitaminas

  12. Cuestiones

  13. Prácticas laboratorio




  1. Introducción


La vida depende de la existencia de unos catalizadores muy potentes y altamente específicos denominados enzimas. De hecho, todos los pasos de todos los procesos metabólicos están catalizados por enzimas; y la capacidad catalítica se considera, junto con la capacidad de autorreplicación, una de las características fundamentales de la vida.

Vida: Un sistema vivo es un objeto con una frontera definida que continuamente intercambia materia y energía con el medio circundante manteniendo un bajo nivel de entropía y presenta mecanismos autorreplicativos para trascender en el tiempo y en el espacio, todo ello catalizado por enzimas.


  1. Importancia de la catálisis biológica y concepto de enzima

Los catalizadores son compuestos químicos de distinta naturaleza que facilitan y aceleran las reacciones químicas porque disminuyen la cantidad de energía de activación que se necesita para que estas ocurran. Los catalizadores no se consumen en la reacción que catalizan, actúan únicamente mediante su presencia. Por ello cuando termina la reacción quedan libres y pueden volver a utilizarse de nuevo, por lo que se necesitan en pequeñas cantidades.

Los catalizadores que actúan en los seres vivos se denominan biocatalizadores y son imprescindibles para que se produzcan las reacciones adecuadamente por dos razones:

1- En los seres vivos los reactivos no pueden ser calentados a Tª elevadas, ni se pueden someter a fuertes descargas eléctricas ya que eso destruiría a las propias células.

2- En los seres vivos se producen una enorme cantidad de reacciones químicas lo que haría necesario una enorme cantidad de energía para que se pudieran llevar a cabo.

Los biocatalizadores son las enzimas, vitaminas y hormonas, aunque las que realmente intervienen como catalizadores son las enzimas.


  1. Composición (proteica) y Estructura: (globular  3ª o 4ª)

Holoenzima = Apoenzima + Cofactor

    1. Apoenzima:

      • Aminoácidos estructurales (d)

      • Aminoácidos de fijación (centro activo) (a y c)

      • Aminoácidos catalizadores (centro activo) (b)





Cofactores

      • Inorgánicos: oligoelementos iónicos ej. ( Fe2+ Fe3+ )

      • Orgánicos

        1. Grupo prostético: Enlace covalente ej. Grupo Hemo, etc.

        2. Coenzimas: Enlaces reversibles. ej. NAD, FAD (nucleótidos derivados de vitaminas)


Con la excepción de un pequeño grupo de moléculas de RNA catalítico (los ribozimas), todas las enzimas conocidas son proteínas globulares con estructura 3aria o en caso de formarse complejos multienzimáticos, con estructura 4aria.
La actividad de algunas enzimas depende solamente de su estructura como proteína, mientras que otras necesitan, además uno o más compuestos no proteicos, llamados cofactores.

El complejo enzima-cofactor catalíticamente activo recibe el nombre de holoenzima. Cuando se separa el cofactor, la proteína restante, que por sí misma es inactiva catalíticamente, se designa con el nombre de apoenzima.
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