Las Enzimas
- Las enzimas son catalizadores biológicos. Aumentan la velocidad de las reacciones metabólicas. Casi todas las reacciones biológicas implican enzimas. Todas las enzimas son proteínas globulares con una forma terciaria concreta. Por lo general son específicos para una sola reacción.
- La parte de la enzima que actúa un catalizador se denomina el sitio activo. El resto de la enzima es mucho más grande y está implicado en el mantenimiento de la forma específica de de la enzima.
- Cuando se produce una reacción que implica una enzima, un sustrato se convierte en un producto. El sustrato puede ser una o más moléculas. El sitio activo de una enzima es complementario al sustrato se cataliza.
- Ejemplos de enzimas:
- La lactasa: descompone la lactosa en glucosa y galactosa.
- Catalasa: el peróxido de hidrógeno abajo en agua y oxígeno.
- Glucógeno Sintasa: cataliza la formación de enlaces glicosídicos entre las moléculas de glucosa.
- ATPasa: Rompe el ATP a ADP, produciendo energía.
Las enzimas en la vida real
- Puesto que las enzimas son proteínas, las cuales se ven afectadas por su entorno, organismos que viven en condiciones variables se han adaptado mediante la producción de enzimas más adecuadas a su entorno.
- Las enzimas se utilizan para una amplia variedad de propósitos, tales como en la digestión. La acción de una enzima puede ser intracelular (las enzimas se unen a la membrana celular o están en el citoplasma, y las reacciones se producen dentro de la célula) o extracelular (enzimas trabajan fuera de las células, y sus productos pueden ser absorbidos por la célula.
- Las enzimas también se usan en la protección contra los agentes patógenos. Pueden ser utilizados para destruir invadir Microorgansims. Por ejemplo, los fagocitos engullen agentes patógenos y vesículas de la endocitosis se fusiona con los lisosomas que contienen enzimas que destruyen la membrana celular del patógeno.
¿Cómo funcionan las enzimas?
- La mayoría de las reacciones en una célula requieren temperaturas muy altas para ponerse en marcha, lo que destruiría la célula. Las enzimas trabajan mediante la reducción de la energía de activación de una reacción.
- La energía de activación de una reacción se reduce poniendo énfasis en los enlaces dentro de una molécula, o mediante la celebración de moléculas muy juntas. Esto aumenta la probabilidad de una reacción, y así reduce la energía necesaria para comenzar a ella.
La Hipótesis de la cerradura y la llave
- La Hipótesis de la cerradura y la llave es un modelo de cómo las enzimas catalizan las reacciones de sustratos. Se afirma que la forma de los sitios activos de enzimas son exactamente complementaria a la forma del sustrato.
- Cuando una molécula de sustrato choca con una enzima cuya forma del sitio activo es complementaria, el sustrato se ajusta en el sitio activo y se formará un complejo enzima-sustrato.
- La enzima cataliza la reacción, y los productos, junto con la enzima, se forma un complejo enzima-producto. De acuerdo con este modelo, es posible para una enzima para catalizar una reacción inversa.
El Inducir-Ajuste Hipótesis
- Un modelo más reciente, que está respaldada por la evidencia, y es ampliamente aceptado como la descripción de la forma en que funcionan las enzimas, es la Inducir-Ajuste de hipótesis. Se afirma que la forma de sitios activos no son exactamente complementaria, pero cambia de forma en presencia de un sustrato específico para convertirse en complementaria.
- Cuando una molécula de sustrato choca con una enzima, si su composición es específicamente correcta, la forma del sitio activo de la enzima va a cambiar de manera que el sustrato se ajusta en ella y un complejo enzima-sustrato puede formar. Después, la reacción se cataliza y una enzima-producto Las formas complejas.
Factores que afectan la actividad de la enzima
- La actividad de una enzima se ve afectada por las condiciones ambientales. El cambio de estos alterar la velocidad de reacción provocada por la enzima. En la naturaleza, los organismos se adaptan a las condiciones de sus enzimas para producir una tasa óptima de reacción, cuando sea necesario, o pueden tener enzimas que están adaptados para funcionar bien en condiciones extremas en las que viven.
La Temperatura
- El aumento de temperatura aumenta la energía cinética que poseen las moléculas. En un fluido, esto significa que hay más colisiones aleatorias entre las moléculas por unidad de tiempo.
- Puesto que las enzimas catalizan reacciones al chocar al azar con moléculas de sustrato, aumento de la temperatura aumenta la velocidad de reacción, formando de productos.
- Sin embargo, el aumento de la temperatura también aumenta la energía vibratoria que las moléculas tienen, específicamente en este caso moléculas de la enzima, lo que pone presión sobre los lazos que los mantienen unidos.
- A medida que aumenta la temperatura, más enlaces de hidrógeno, especialmente el más débil y enlaces iónicos, se romperá como resultado de esta cepa. La ruptura de enlaces dentro de la enzima hará que el sitio activo para cambiar la forma.
- Este cambio en la forma significa que el sitio activo es menos complementaria a la forma del sustrato, de modo que es menos probable para catalizar la reacción. Con el tiempo, la enzima se convertirá desnaturalizado y ya no funcionará.
- A medida que aumenta la temperatura, más enzimas moléculas '' 'formas sitios activos serán menos complementaria a la forma de su sustrato, y serán desnaturalizado más enzimas. Esto disminuirá la velocidad de reacción.
- En resumen, a medida que aumenta la temperatura, en un principio la velocidad de reacción aumenta, debido al aumento de la energía cinética. Sin embargo, el efecto de la ruptura del enlace será mayor y mayor, y la velocidad de la reacción comenzará a disminuir.
- La temperatura a la que la velocidad máxima de reacción se produce se llama la temperatura óptima de la enzima. Esto es diferente para diferentes enzimas. La mayoría de las enzimas en el cuerpo humano tienen una temperatura óptima de alrededor de 37,0 ° C.
pH - La acidez y la basicidad
- El pH mide la acidez y la alcalinidad de una solución. Es una medida de la concentración de hidrógeno Ion (H +), y por lo tanto un buen indicador de la concentración de hidróxido de litio (OH-). Se extiende de pH 1 a pH 14. Los valores de pH más bajos significan mayores bajas concentraciones de H + OH- y concentraciones.
- Las soluciones ácidas tienen valores de pH por debajo de 7, y las soluciones básicas (álcalis son bases) tienen valores de pH por encima de 7. El agua desionizada es pH 7, que se denomina "neutral".
- H + y OH- Los iones se pagan y por lo tanto interfieren con hidrógeno y enlaces iónicos que mantienen juntos una enzima, ya que ellos serán atraídos o repelidos por los cargos creados por los bonos. Esta interferencia causa un cambio en la forma de la enzima, y lo más importante, su sitio activo.
- Diferentes enzimas tienen diferentes valores de pH óptimo. Este es el valor pH en el que los enlaces dentro de ellos están influenciados por H + y OH- Los iones de tal manera que la forma de su sitio activo es el más complementaria a la forma de su sustrato. En el pH óptimo, la velocidad de reacción es óptima.
- Cualquier cambio en el pH por encima o por debajo del óptimo causará rápidamente una disminución en la velocidad de reacción, puesto que más de las moléculas de enzima tendrá sitios de Active cuyas formas no son (o al menos son menos) complementaria a la forma de su sustrato.
- Pequeños cambios en el pH por encima o por debajo del óptimo no causan un cambio permanente a la enzima, ya que los enlaces pueden ser reformados. Sin embargo, los cambios bruscos en el pH pueden hacer que las enzimas se desnaturalizan y pierden su función de forma permanente.
- Las enzimas en diferentes lugares tienen diferentes valores de pH óptimo, ya que sus condiciones ambientales pueden ser diferentes. Por ejemplo, la enzima pepsina funciones mejores en torno a pH 2 y se encuentra en el estómago, que contiene ácido clorhídrico (pH 2).
La Concentración
- Cambio de las concentraciones de enzima y sustrato afecta a la velocidad de reacción de una reacción catalizada por enzimas. El control de estos factores en una célula es una manera de que un organismo regula su actividad enzimática y por lo que su metabolismo.
- Cambio de la concentración de una sustancia sólo afecta a la velocidad de reacción si es el factor limitante: es decir, el factor que está parando la reacción de anterior a un ritmo mayor.
- Si es el factor limitante, el aumento de la concentración aumentará la velocidad de reacción hasta un punto, después de lo cual cualquier aumento no afectará a la velocidad de reacción. Esto es debido a que ya no será el factor limitante y otro factor será la limitación de la velocidad máxima de reacción.
- Como reacción procede, la velocidad de reacción disminuirá, puesto que el sustrato se acostumbrará arriba. La mayor tasa de reacción, conocida como la velocidad de reacción inicial es la tasa máxima de reacción de una enzima en una situación experimental.
La concentración de sustrato
- El aumento de la concentración de sustrato aumenta la velocidad de reacción. Esto es debido a que más moléculas de sustrato se chocan con las moléculas de la enzima, por lo que se irá formando cada producto.
- Sin embargo, después de una cierta concentración, cualquier aumento no tendrá ningún efecto sobre la velocidad de reacción, ya que la concentración de sustrato ya no será el factor limitante. Las enzimas se convertirán efectivamente saturado, y se va a trabajar a su máxima velocidad posible.
La concentración de la enzima
- El aumento de la Enzima Concentración aumentará la velocidad de reacción, a medida que más enzimas se chocan con moléculas de sustrato.
- Sin embargo, esto también tendrá solamente un efecto hasta una cierta concentración, donde la concentración de enzima ya no es el factor limitante.
