METABOLISMO GENERALIDADES. ENZIMAS
LAS ENZIMAS CONCEPTO DE ENZIMA Los enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente son proteínas Como catalizadores, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente.No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables, no modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino que aceleran su consecución.
CATALIZADOR Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química, hasta hacerla instantánea o casi instantánea. Un catalizador acelera la reacción al disminuir la energía de activación.
CARACTERÍSTICAS DE LA ACCIÓN ENZIMÁTICA La característica más sobresaliente de los enzimas es su elevada especificidad. Esta es doble y explica que no se formen subproductos: 1. Especificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobre la que el enzima ejerce su acción catalítica. 2. Especificidad de acción. Cada reacción está catalizada por un enzima específico.
La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. E+S
ES
E+P
Las enzimas son en general proteínas, pero existen enzimas que tienen una parte proteica (apoenzima) y otra no proteica que generalmente se les llama cofactores(Cu, Zn). Si este cofactor es una sustancia orgánica se le llama coenzima(vitaminas). Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteícas. En función de su naturaleza se denominan: Cofactor. Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas. Coenzima. Cuando es una molécula orgánica. Aquí se puede señalar, que muchas vitaminas funcionan como coenzimas; y realmente las deficiencias producidas por la falta de vitaminas responde más bien a que no se puede sintetizar un determinado enzima en el que la vitamina es el coenzima.
La sustancia que reacciona con el enzima recibe el nombre de substrato, el cual se coloca en el centro activo del enzima y encaja a la perfección.
EFECTO DEL pH, LA TEMPERATURA Y LOS INHIBIDORES. Efecto del pH. Al comprobar experimentalmente la influencia del pH en la velocidad de las reacciones enzimáticas se obtienen curvas que indican que los enzimas presentan un pH óptimo de actividad. El pH puede afectar de varias maneras: • El centro activo puede contener aminoácidos con grupos ionizados que pueden variar con el pH. • La ionización de aminoácidos que no están en el centro activo puede provocar modiicaciones en la conformación de la enzima. • El sustrato puede verse afectado por las variaciones del pH. • Algunos enzimas presentan variaciones peculiares. La pepsina del estómago, presenta un óptimo a pH=2, y la fosfatasa alcalina del intestino un pH= 12 La temperatura. Influye en la actividad. El punto óptimo representa el máximo de actividad. A temperaturas bajas, los enzimas se hallan "muy rígidos" y cuando se supera un valor considerable (mayor de 50:) la actividad cae bruscamente porque, como proteína, el enzima se desnaturaliza.
Los inhibidores : son sustancias que disminuyen o impiden la acción de las enzimas, son moléculas que se unen al enzima y cambia su conformación nativa, impidiendo que el substrato se una a él. • Inhibición competitiva: el inhibidor se une al centro activo y bloquea la unión del substrato. •
Inhibición no competitiva: el inhibidor se une al enzima fuera del centro activo, cambia la estructura de la proteína y hace que el centro activo cambie y no pueda entrar el substrato.
TIPOS DE ENZIMAS: •
Oxido-reductasas: Interviene en las reacciones de oxido-reducción.
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Transferasas: transfiere o cambia grupos funcionales
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Hidrolasas: Actuan en reacciones de hidrólisis
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Liasas: Añaden dobles enlaces.
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Ligasas : forman enlaces.
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Isomerasas: reacciones de isomerización.
REACCIONES CATABÓLICAS EN LAS CÉLULAS •
La glucolisis o ruta de Embden-Meyerhof, ocurre en el citosol de la célula. No necesita oxígeno para su realización y se trata simplemente de una secuencia de más o menos nueve etapas. A lo largo de estas una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico y se genera 2 molec de ATP.Se produce en todas las células vivas, desde procariotas hasta eucariotas animales y vegetales.
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En presencia de oxígeno o
Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs(matriz de
la mitocondria) y la cadena respiratoria se produce en la crestas mitocondriales y genera ATP.
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En ausencia de oxígeno: o
Fermentaciones:
Fermentación Láctica: piruvato + NADH + H+-------> ácido láctico + NAD+
Se produce en muchas bacterias (bacterias lácticas), también en algunos protozoos y en el músculo esquelético humano. Es responsable de la producción de productos lácteos acidificados ---> yoghurt, quesos, cuajada, crema ácida, etc. Fermentación alcohólica: Dos reacciones sucesivas: o
piruvato --------> acetaldehido + CO2
o
acetaldehido + NADH +H+ -------> etanol + NAD+
Se lo encuentra en levaduras , otros hongos y algunas bacterias. La fermentación alcohólica es la base de las siguientes aplicaciones en la alimentación humana: pan, cerveza, vino y otras.
REACCIONES ANABÓLICAS FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis se produce en los cloroplastos, la fase luminosa en los tilacoides gracias al pigmento clorofila, y la fase oscura en el estroma del cloroplasto, en una reacción llamada ciclo de Calvin.