PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS

Se ha tenido la ocasión de comprobar de qué manera las formas tridimensionales de las proteínas les permitan desempeñar papeles estructurales y de transporte. A hora se describirá sus funciones como enzimas. Las enzimas son catalizadores biológicos selectivos de una eficiencia extraordinaria. Toda célula viva dispone de ciento de enzimas distintas que catalizan las reacciones esenciales para la vida. Aun  los organismos vivos más simples contienen múltiples copias de cientos de enzimas diferentes. En los organismos multicelulares, el complemento de las enzimas varía de un tipo celular a otro.

Estas enzimas catalizan las reacciones de las rutas metabólicas centrales, necesarias para mantener la vida.

La mayor parte de las reacciones catalizadas por enzimas no procederían a velocidades a preciables bajo condiciones, fisiológicas en ausencia de las enzimas. El papel principal de las enzimas es aumentar las velocidades de tales reacciones. En forma típica, las reacciones catalizadas por las enzimas son de 10³ a 10²⁰ veces más rápidas que las mismas sin catalizar.

Un catalizador es una sustancia que acelera a un con la llegada a un equilibrio. Un catalizador puede cambiar en forma temporal durante la reacción, pero no cambia en el proceso general, porque se recicla para participa en varias reacciones. Los reactivos se unen a un catalizador y los productos se disocia de él. Un catalizador no cambia la posición del equilibrio de la reacción (es decir, no hace que una reacción no favorable). Más bien  reduce la cantidad de energía necesaria para que se efectué la reacción.

Los catalizadores aceleran las reacciones tanto hacia adelante como hacia atrás al convertir un proceso de uno a dos pasos en varios pasos menores, cada uno con menor necesidad de energía que la reacción no catalizada. Las enzimas son muy específicas para los reactivos o sustratos sobre los que actúan, y varían el grado de especificad hacia el sustrato. Algunas enzimas actúan sobre un grupo de sustratos relacionados y otros sobre un simple compuesto. Muchas enzimas posen estereoespecifidad ya que solo actúan sobre un estereoisomero del sustrato. Quizás el aspecto más importante de la especificidad de una enzima es la especificidad de reacción, esto es, la falta de formación de subproducto como desperdicio. La especificidad de reacción se refleja en la pureza excepcional del producto (100% en esencia) mucha mayor que la pureza de productos de reacciones típicas catalizadas en química orgánica. Las enzimas pueden hacer más que solo aumentar la velocidad de una sola reacción muy específica. Algunos también pueden cambiar, o acoplar, dos reacciones  que normalmente seria separadas. Esta propiedad permite que la energía ganada de una reacción se use en una segunda reacción. Las reacciones acopladas son una propiedad común de muchas enzimas; por ejemplo, la hidrólisis del ATP se acopla en frecuencia de reacciones metabólicas menos favorables.

Algunas reacciones enzimáticas funcionan como puntos de control en el metabolismo. El metabolismo se regula de una variedad de formas, que incluyen alteraciones en las concentraciones de enzimas, sustratos e inhibidores de enzimas, así como una modulación de los niveles de actividad de ciertas enzimas. Las enzimas cuya actividad es regulada, tiene un general, una estructura mas compleja que las enzimas no reguladas. Con pocas excepciones, las enzimas reguladas son moléculas oligomericas que tienen sitios de enlace separados para sustratos y moduladores, compuestos que actúan como señales de regulación. El hecho que la actividad enzimática pueda ser regulada es  una propiedad importante que distingue a los catalizadores biológicos de los que se encuentran en un laboratorio de bioquímica.