MECANISMOS DE ACCIÓN Y CAMBIO CONFORMACIONAL

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   Colegio San Mateo
    Área de Ciencias

ENZIMAS: MECANISMOS DE ACCIÓN Y
CAMBIO CONFORMACIONAL

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INTRODUCCIÓN

   Todas las reacciones químicas, tanto las endergonicas como las exergonicas, requieren una cierta cantidad de energía para iniciarse. Esta energía es llamada energía de activación, la cual permite romper los enlaces de las moléculas que estan reaccionando para formar otros nuevos. Estas reacciones, requieren de temperaturas moderadas y estables. ¿Cómo la célula soluciona este problema? Fácil, utilizando sustancias denominadas enzimas.

    Una enzima es una proteína que cataliza las reacciones bioquímicas del metabolismo de los seres vivos. Son catalizadores, es decir, sustancias que sin consumirse en una reacción, aumentan notablemente la velocidad de las moléculas (sustratos). Además permiten el desarrollo de los diversos procesos celulares.

    Las enzimas no hacen posible las reacciones imposibles, sino que aceleran las que espontáneamente podrían producirse. Esto hace posible que en condiciones fisiológicas tengan lugar reacciones que sin catalizador requerirían condiciones extremas de presión, temperatura o pH.

    En resumen, como todos los catalizadores, logran sus efectos reduciendo la energía de activación. En consecuencia, la energía de activación disminuye y la velocidad a la que se alcanza él equilibrio es mayor en presencia del catalizador. Por lo tanto, las enzimas son catalizadores reguladores que aceleran las reacciones y tienen una gran especifidad por la reacción que catalizan.

    El primer paso en él desarrollo de la actividad enzimática es la unión de la enzima al reactante o sustrato, pero ¿Cómo es esto posible?

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OBJETIVOS

1. Entender y conocer las funciones que tiene una determinada proteína, en este caso la proteína encargada de la actividad catalítica, es decir, la enzima.
2. Relacionar el mecanismo de acción enzimática con el cambio conformacional de la enzima.
3. Comprender la importancia de la enzima en nuestro sistema, ya que sin ellas, las reacciones químicas serian extremadamente lentas.
4. Reconocer los sitios estructuralmente aptos para el contacto con el sustrato.
5. Conocer el resultado de la unión de la enzima con el sustrato y el cambio en la estructura tridimensional de la enzima.
6. Entender los efectos que puede tener el cambio de la estructura tridimensional de la enzima como cambios en la carga eléctrica.
7. Aprender conceptos como: enzimas, energía de activación, actividad catalítica, cambio conformacional, sustratos, productos, sitios activos, grupos radicales, especificidad enzimática, reacciones anabólicas, reacciones catabólicas o enfermedades metabólicas.

ENZIMAS

Existen proteínas que participan en el metabolismo celular, permitiendo la obtención de energía por parte de la célula o la producción de otros compuestos químicos fundamentales para el funcionamiento celular en particular, y del organismo en general. Estas proteínas son las llamadas enzimas.

Las enzimas son las moléculas encargadas de acelerar las reacciones químicas que ocurren en las células. Sin la acción de las enzimas las reacciones químicas serian extremadamente lentas, y se alteraría todo el sistema. La actividad enzimática de acelerar las reacciones químicas se denomina actividad catalítica.

En los enlaces químicos existe gran cantidad de energía química, que une fuertemente a los átomos. Para que ocurra la mayoría de las reacciones químicas en las células se requiere cierta cantidad de energía, a la que se denomina energía de activación. Entonces, el rol de las enzimas consiste en disminuir la energía de activación necesaria para que se lleven a cabo las reacciones químicas.

MECANISMO DE ACCION DE LAS ENZIMAS

Para que las enzimas disminuyan la energía de activación de las reacciones químicas es necesario conocer las características estructurales de las enzimas y analizar su forma de acción.

Como vimos anteriormente, las enzimas son un tipo especial de proteínas que se caracterizan por la actividad catalítica. Por lo tanto, las enzimas deben tener la capacidad de interactuar con las moléculas que van a ser transformadas en las reacciones químicas, es decir, con los sustratos. A las moléculas resultantes de la interacción enzima-sustrato se le denomina productos.

En cada enzima es posible reconocer uno o más sitios estructurales aptos para el contacto con el sustrato. A estos sitios de la enzima se les denomina sitios activos y la unión con el sustrato está determinada por el tipo de grupos radicales que presentan en esta región de la enzima. Algunos radicales cargados positivamente, por ejemplo se unen a los sitios eléctricamente negativos en la molécula del sustrato.[pic 5]

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