ENZIMAS

Enzimas

Enzimas son sustancias de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si bien no pueden hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable).

En estas reacciones, las enzimas actúan sobre

unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en diferentes moléculas, los productos.

A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

Las enzimas son generalmente proteínas globulares que pueden presentar tamaños muy variables, desde 62 aminoácidos como en el caso del monómero de la 4-oxalocrotonato tautomerasa, hasta los 2.500 presentes en la sintasa de ácidos grasos.

Las actividades de las enzimas vienen determinadas por su estructura tridimensional.

Casi todas las enzimas son mucho más grandes que los sustratos sobre los que actúan, y solo una pequeña parte de la enzima (alrededor de 3 a 4 aminoácidos) están directamente involucrados en la catálisis.

La región que contiene estos residuos encargados de catalizar la reacción es conocida como centro activo.

Estructuras y mecanismos

Las enzimas se componen de una cadena lineal de aminoácidos que se pliegan durante el proceso de traducción para dar lugar a una estructura terciaria tridimensional de la enzima, susceptible de presentar actividad

La mayoría de las enzimas, al igual que el resto de las proteínas, pueden ser desnaturalizadas si se ven sometidas a agentes desnaturalizantes como el calor, los pHs extremos o ciertos compuestos como el SDS. Estos agentes destruyen la estructura terciaria de las proteínas de forma reversible o irreversible, dependiendo de la enzima y de la condición.

EspecificidadLas enzimas suelen ser muy específicas tanto del tipo de reacción que catalizan como del sustrato involucrado en la reacción

Aquellas enzimas que producen metabolitos secundarios son denominadas promiscuas, ya que pueden actuar sobre una gran variedad de sustratos.

Las enzimas modifican la velocidad de la reacción química sin intervenir en los productos finales de la misma, y sin afectación de su naturaleza, ni sufrir cambio alguno; por ello mínimas cantidades de un determinado catalizador pueden influir sobre cantidades teóricamente indefinidas de productos reaccionantes.

La acción depende también de la temperatura y el pH intracelular. Aunque un aumento de la temperatura puede

Muchas facilitan la conversión de azúcar y alimentos en distintas sustancias que el organismo precisa para la construcción de tejidos, la reposición de células sanguíneas y la liberación de energía química para mover los músculos.

Acción de las Enzimas

Esta clasificación se realiza de acuerdo con el tipo de reacción de transferencia, el grupo dador y el grupo aceptor, reconociéndose 6 grupos principales con sus respectivas subclases.

Estos grupos y sus principales subclases son: Oxirreductasas Transferasa Hidrolasas Isomerasas Liasas Ligasa

CLASIFICACIÓN

Son las enzimas relacionadas con las oxidaciones y las reducciones biológicas que intervienen de modo fundamental en los procesos de respiración y fermentación.

Catalizan reacciones de oxidorreducción o redox.

AH2 + B A + BH2

Ared + Box Aox + Bred

Actúan sobre:

corresponde a las enzimas que actúan sobre >CH-OH

actúan sobre >C=O

actúan sobre >C=CH-

actúan sobre >CH-NH2

Oxirreductasas

Lista de enzimas de esta clase

Acil-CoA-deshidrogenasa, Cetoglutárico deshidrogenasa, Citocromo oxidasa, Deshidrogenasa, Dihidrolipoico-deshidrogenasa, Dopamina b-hidroxilasa, Fosfoglicerato deshidrogenasa, Isocítrico deshidrogenasa, Lactato deshidrogenasa, MAO, Homogentisato-1,2-dioxigenasa, Oxidasa, Oxigenasa, p-hidroxifenilpiruvato dioxigenasa, Reductasa, Succínico deshidrogenasa, Tirosina hidroxilasa, Triptófano 2,3-dioxigenasa, Triptófano hidroxilasa, Quinureninasa, Ciclasa, Hidroxilasa, Mevalonato 5 difosfato quinasa, Lanosterol ciclasa, Colesterol 7-a-hidroxilasa, catalasa, deaminasas, deshidrogenasas, aminooxidasas.

Transferasas

Transfieren grupos activos (obtenidos de la ruptura de ciertas moléculas) a otras sustancias receptoras.

Estas enzimas catalizan la transferencia de una parte de la molécula (danora) a otra (aceptora). Su clasificación se basa en la naturaleza química del sustrato atacado y en la del aceptor.

A-B + C A + C-B

Actúan sobre

grupos con un átomo de carbono

funciones aldehído o cetona

grupos acilo (aciltransferasas)

grupos glucosilo (glucosiltransferasas)

Lista de enzimas de esta clase: Transaminasas, Quinasas, Glucosiltransferasas, Aciltransferasas, Serinhidroximetil transferasa, Transaldosas, Transcetolasas, Transaminasas b-cetotiolasa, Amidotransferasa, Aminotransferasa, COMT, Feniletanolamina N-metil transferasa, Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa, Fosfoglicérico quinasa, Fosforilasa, Guanidoacetato metiltransferasa, Hidroxi-indol-metiltransferasa, Fosfoserina aminotransferasa, Piruvato quinasa, Serina hidroximetil transferasa, Tirosina aminotransferasa, Transaminasa, Fosforribosil transferasa, b-cetoacil CoA tiolasa, Malonil transacilasa, Desacilasa, Nicotinato ribonucleótido fosforilasa, Mevalonato quinasa.

Hidrolasas

La palabra hidrólisis se deriva de hidro 'agua' y lisis 'disolución'.

Esta clase de enzimas actúan normalmente sobre las grandes moléculas del protoplasma, como son la de glicógeno, las grasas y las proteínas. La acción catalítica se expresa en la escisión de los enlaces entre átomos de carbono y nitrógeno (C-Ni) o carbono oxigeno (C-O); Simultáneamente se obtiene la hidrólisis (reacción de un compuesto con el agua) de una molécula de agua. El hidrógeno y el oxidrilo resultantes de la hidrólisis se unen respectivamente a las dos moléculas obtenidas por la ruptura de los mencionados enlaces.

A-B + H2O AH + B-OH

Actúan sobre

actúan sobre enlaces éster

actúan sobre enlace glicosídicos

actúan sobre enlaces peptídicos

actúan sobre anhídridos de ácido,

Lista de enzimas de esta clase:

Glucosidasas, lipasas, esterasas, desinolasa, aconitasa, acetil colinesterasa, aminasa, fosfoserina fosfatasa, ureasa, fosfatasas, la pepsina presente en el jugo gástrico, y la tripsina y la quimiotripsina, segregada por el páncreas.

ISOMERASAS:

Actúan catalizando la interconversión de isómeros estructurales, de posición u ópticos, de una a otra forma (transferencia de grupos en el interior de la molécula para originar formas isoméricas).

A B

Actúan sobreracemasas epimerasas

epimerasas (mutasa), metilmalonil-CoA mutasa, Acetolactato mutasa, Corismato mutasa, Crotonasa, UDP galactosa epimerasa, triosa fosfato isomerasa, isopentenil fosfato isomerasa, lisolecitina acil mutasa.

Lista de enzimas de esta clase

LIASAS: Catalizan la separación de grupos químicos del sustrato por vía no hidrolítica (adición de grupos a dobles enlaces).

A-B A + BActúan sobre: actúan sobre enlaces >C=C<actúan sobre enlaces >C=Oactúan sobre enlaces >C=NH-

Lista de enzimas de esta clase

descarboxilasas, liasas, deshidratasas, aldolasas, piruvato decarboxilasa, Acetil-CoA-carboxilasa, Aminoácido aromático descarboxilasa, 2-ceto-3-desoxi-D-arabinoheptolosonato-7-fosfato sintasa, Cistationina-g-liasa, Cistationina-b-sintasa, Descarboxilasa, Enolasa, Enzima condensante, Escualeno sintasa, Fenilalanina hidroxilasa, Fumarasa, Glutámico descarboxilasa, Hidratasa, Histidina descarboxilasa, Pirúvico carboxilasa, Piruvato descarboxilasa, Propionil-CoA-carboxilasa, Serin-deshidratasa, Sintasa, Prefenato deshidratasa, Sintetasa liasa, Treonina deshidratasa, Aromatasa, Metionina sintasa, Quinurerina formamidasa, S-adenosil-metionina-sintasa, Picolínico carboxilasa, Tiolasa, Urocanasa imidazolona propionasa, Acetoacetil ACP sintasa, Deshidratasa.

LIGASAS

Catalizan la unión de dos compuestos, mediante la energía liberada en la ruptura de una molécula de ATP (forman diversos enlaces acoplados a la ruptura de ATP).

A + B + XTP A-B + XDP + PiActúan sobreformación de enlaces C-Oformación de enlaces C-Sformación de enlaces C-N formación de enlaces C-C

Lista de enzimas de esta clase

sintetasas, peptidosintetasas, carboxilasas y polimerasas, piruvato carboxilasa Acetil sintetasa, Arginino sintetasa, Argininosuccínico sintetasa, Carbamoil fosfato sintetasa, Succinil sintetasa, Acetilcolina sintetasa