Definición de enzimas

ENZIMAS

I. Definición de enzimas

Una enzima es una proteína que actúa como catalizador de una reacción química acelerándola. Las enzimas son protagonistas fundamentales en los procesos del metabolismo celular. Las enzimas unen su sustrato en el centro reactivo o catalítico, que suele estar protegido del agua para evitar interacciones no deseadas. En el centro reactivo la disposición espacial y los tipos de cadenas laterales de aminoácidos son fundamentales para orientar correctamente el sustrato y poder interaccionar de la forma deseada para llevar a cabo la catálisis de la reacción. Las enzimas son muy selectivas en relación a los sustratos que modifican. Las enzimas suelen ser mucho más grandes que sus sustratos y en muchas ocasiones requieren de la participación de otras moléculas más pequeñas no polipeptídicas como las coenzimas (biotina, NADH entre otros) o los iones metálicos llamados cofactores.

II. Nomenclatura internacional

El nombre de cada enzima puede ser identificado por un código numérico, encabezado por las letras EC (enzyme commission), seguidas de cuatro números separados por puntos. El primer número indica a cual de las seis clases pertenece el enzima, el segundo se refiere a distintas subclases dentro de cada grupo, el tercero y el cuarto se refieren a los grupos químicos específicos que intervienen en la reacción.

La nomenclatura actual de las enzimas es sumamente compleja, pero se basa en los siguientes principios generales:

1. La mayor parte de los nombres de enzimas adoptan en inglés la terminación en -ase (en español, -asa).

2. Las enzimas se clasifican y se nombran generalmente según la reacción química que catalicen.

3. Las enzimas se dividen en grupos según el tipo de reacción catalizada, que, junto al nombre de su sustrato enzimático, se usa para formar el nombre completo de cada enzima.

4. Cuando el sustrato suele presentarse en forma de anión, no se usa para nombrar a la enzima el nombre terminado en -ic, sino el terminado en -ate (la forma recomendada, pues, no es lactic-acid dehydrogenase, sino lactate dehydrogenase).

5. Cada enzima dispone de una clave formada por la sigla EC (de Enzyme Commission) seguida de cuatro números separados por puntos. El primero de estos números indica a cuál de las seis “clases” o divisiones principales de la clasificación pertenece la enzima: EC 1 corresponde a las oxidoreductases u oxydoreductases (oxidorreductasas); EC 2, a lastransferases (transferasas); EC 3, a las hydrolases (hidrolasas); EC 4, a las lyases (liasas); EC 5, a las isomerases (isomerasas), y EC 6, a las ligases (ligasas).

6. Con idéntica categoría oficial, coexisten dos nomenclaturas para las enzimas: cada enzima dispone, en efecto, al menos de un recommended name o trivial name (nombre recomendado o nombre común: breve y sencillo, que suele utilizarse en todos los libros y revistas) y un systematic name (nombre sistemático: que describe la acción de la enzima del modo más preciso posible, pero es tan complejo que no se usa apenas en la práctica, donde suele sustituirse por el code number o clave propia de cada enzima). Se entenderá más claramente, creo, si echamos mano de un ejemplo real: el nombre común aldehyde reductase corresponde al nombre sistemático alditol:NAD(P)

III. Clasificación de las enzimas

A. Clasificación de las enzimas de acuerdo a su complejidad

De acuerdo a su complejidad las enzimas se clasifican como:

• Simples:

Formada por una o más cadenas polipeltídicas.

• Conjugadas:

Contiene por lo menos un grupo no proteico enlazado en la cadena polipeltídica.

En las proteínas conjugadas podemos distinguir dos partes:

• Apoenzima:

Es la parte polipeptídica de la enzima.

• Cofactor:

Es la parte no proteica de la enzima.

La combinación de la apoenzima y el cofactor forman la holoenzima.

• Los cofactores pueden ser:

Iones metálicos: Favorecen la actividad catalítica general de la enzima, si no están presentes, la enzima no actúa. Estos iones metálicos se denominan activadores. Ejemplos: Fe2+, Mg2+, Cu2+, K+, Na+ y Zn2+

La mayoría de los otros cofactores son coenzimas las cuales generalmente son compuestos orgánicos de bajo peso molecular, por ejemplo, las vitaminas del complejo “B” son coenzimas que se requieren para una respiración celular adecuada.

B. Clasificación de las enzimas según su actividad

La Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular ha desarrollado una nomenclatura para identificar a las enzimas basada en los denominados Números EC. De este modo, cada enzima queda registrada por una secuencia de cuatro números precedidos por las letras "EC". El primer número clasifica a la enzima según su mecanismo de acción. A continuación se indican las seis grandes clases de enzimas existentes en la actualidad:

• EC1 Oxidorreductasas:

catalizan reacciones de oxidorreducción o redox. Precisan la colaboración de las coenzimas de oxidorreducción (NAD+, NADP+, FAD) que aceptan o ceden los electrones correspondientes. Tras la acción catalítica, estas coenzimas quedan modificadas en su grado de oxidación, por lo que deben ser recicladas antes de volver a efectuar una nueva reacción catalítica.

Ejemplos: deshidrogenasas, peroxidasas.

• EC2 Transferasas:

transfieren grupos activos (obtenidos de la ruptura de ciertas moléculas) a otras sustancias receptoras. Suelen actuar en procesos de interconversión de monosacáridos, aminoácidos, etc. Ejemplos: transaminasas, quinasas.

• EC3 Hidrolasas:

catalizan reacciones de hidrólisis con la consiguiente obtención de monómeros a partir de polímeros. Actúan en la digestión de los alimentos, previamente a otras fases de su degradación. La palabra hidrólisis se deriva de hidro → 'agua' y lisis → 'disolución'.

Ejemplos: glucosidasas, lipasas, esterasas.

• EC4 Liasas:

catalizan reacciones en las que se eliminan grupos H2O, CO2 y NH3 para formar un doble enlace o añadirse a un doble enlace.

Ejemplos: descarboxilasas,liasas.

• EC5 Isomerasas:

actúan sobre determinadas moléculas obteniendo o cambiando de ellas sus isómeros funcionales o de posición, es decir, catalizan la racemización y cambios de posición de un grupo en determinada molécula obteniendo formas isoméricas. Suelen actuar en procesos de interconversión.

Ejemplo:

...