La forma como una enzima puede ser tan eficiente para actuar sobre un sustrato

Ensayo sobre : La forma como una enzima puede ser tan eficiente para actuar sobre un sustrato

Una enzima en su mayoría son proteínas, son un polímero de aminoácidos compuestos por un carboxilo, un amino y un residuo, a este polímero se le llama estructura primaria, y permite estudiar el número y la secuencia de sus residuos, lo que caracteriza a la proteína. La enzima es quien censa cuanto ATP hay para el catabolismo o para crear el anabolismo, cuanto NAD para aumentar o disminuir el anabolismo o el catabolismo, quien permite que se interaccionen estas energías para recuperarlas o gastarlas en forma de ATP. Las enzimas son la que censan si necesito o si tengo sustrato, o si requiero producto. a estas enzimas se les llaman catalizadores bilógicos.

Un catalizador implica que se modifica la velocidad de la reacción, no la energía, ni el equilibrio. Los catalizadores en general no modifican ni la energética ni el equilibrio. Una reacción con enzima o sin ella su equilibro es el mismo al igual que la energética. La enzima es un tipo de catalizador, es un subconjunto de los catalizadores, por eso se le llama catalizador biológico.

El mejor catalizador químico que se conoce es cerca de un millón de veces menos eficiente que la enzima menos eficiente que se conozca.

En general un catalizador acelera la velocidad de la reacción, aunque también existen catalizadores que la reducen, pero en realidad lo que se requiere es que se aceleren dichas velocidades. Por ejemplo en el aceite los biotecnólogos a la manteca le ponen catalizadores que hagan que se reduzca el tiempo de oxidación, sino esta se mezcla, le ponen catalizadores para disminuir la velocidad de la reacción.

En el caso de las enzimas existen una o dos antioxidantes que también funcionan así, pero la gran mayoría lo hacen acelerando la velocidad de la reacción. Por ejemplo si se pusiera en un vaso glucosa sin disolver la físico química nos dice que se tiene una diferencia de energía negativa, para que esto se convierta termodinámicamente en CO2 y en H20 seria alrededor de 200 años, si se disuelve en agua y se burbujea oxígeno, ya es un catalizador, se convertiría en CO2 Y H20 mas menos en 40 años, si calentara la glucosa se lograría en 20 años, pero sí le pongo un catalizador químico se puede lograr en horas, ahora si le coloco las enzimas correspondientes por ejemplo la levadura o enzimas de hígado se logra en milisegundos, la eficiencia que se tiene en ordenes bilógicos es significativa, sin embargo la energía que se obtiene de ahí es la misma de 200 años atrás, la misma que se obtiene químicamente, y la que pasa por el hígado, es decir no interviene sobre la energía ni el equilibrio, si influye considerablemente sobre la velocidad.

En el análisis cinético se logra entender las velocidades, las regulaciones y las especificidades, siendo necesario introducir el concepto de energía de activación, donde se establece que para poder llegar al producto final se tiene que pasar por un intermediario de alta energía, con la mayor energía del sistema. En todas las reacciones se requiere que haya una inversión de energía inicial muy grande o muy chica.

Una enzima o un catalizador en general reduce la energía de activación, entonces la inversión de energía se reduce y puede ocurrir en menos tiempo. Esto ocurre sea negativa o positiva la diferencia de energía. Por ejemplo en un encendedor se requiere que su energía de activación aumente para que no se gaste el gas y no explote, lo mismo ocurre en los detonadores de un a bomba atómica, todo esto es el símil de una enzima, que permite en este ejemplo poner la energía de activación muy grande y en el punto y el manejo correcto esa energía de activación se reduzca. Ósea con una enzima se puede lograr que esa energía de activación se reduzca.

Con una energía de activación enorme se buscan las enzimas correctas para que la reduzcan y poder logar más fácil los objetivos. La energía de activación no tiene que ver con la energía total del sistema.

Existe un dominio muy particular para las enzimas llamado sitio catalítico es un dominio tridimensional conformado por residuos, que no necesariamente son secuenciales, es el sitio donde se va a llevar a cabo la catálisis, y es muy importante para la enzima. si los residuos se cambian y se modifica la función de la enzima se le llamaran residuos esenciales, se modifica la función del sitio catalítico.

Puede ser que se modifique la estructura, pero si no se modifica la función esos residuos no serían esenciales, solo si se aumenta o disminuye la función son residuos esenciales. Todo se califica a través de la función. Serian residuos esenciales del sitio catalítico.

El sitio catalítico se conforma alrededor del sustrato, alrededor del sitio donde se va a hacer la reacción a ese se le llama conformación, estructuración. Existen enzimas que tienen un residuo de conformación muy estrictos, hay otras mas flexibles para conformarse, otras solamente pueden tomar a un solo sustrato, a veces esto no conviene y se requiere que haya una conformación para muchos sustratos, eso da una característica de las enzimas que es la especificidad. El residuo de conformación atrapa al sustrato.

A veces sé requiere que haya mucha especificidad en otras ocasiones no, ahora si no lo oriento no se es eficiente, si se conforma y se orienta mejora la eficacia. La orientación y la unión son otros residuos esenciales, al igual que la catálisis, cuando se intercambie energía va a permitir disminuir la energía de activación. Después se necesita que la enzima vuelva a su estado inicial se requieren de residuos esenciales de liberación. De tal manera que se cumpla que la enzima mas el sustrato generen esta interacción, dando lugar a un producto liberándose la enzima mas el producto. La enzima entra igual que como sale sin modificación, quedando lista para la siguiente acción. La enzima menos eficiente que se conoce trasforma mil sustratos en sus productos correspondientes por milisegundos y comete un error cada 5 mil.

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