Catalizadores Catalizadores

CatalizadoresCatalizadores

Son sustancias que aumentan o Son sustancias que aumentan o disminuyen la velocidad de una reacción disminuyen la velocidad de una reacción química y que al finalizar dicha reacción química y que al finalizar dicha reacción estas sustancias se encuentran intactas.estas sustancias se encuentran intactas.

Cuando en una reacción uno de los Cuando en una reacción uno de los productos funciona como catalizador se productos funciona como catalizador se dice que esta reacción es dice que esta reacción es auto catalítica.auto catalítica.

Las sustancias que aun en cantidades muy Las sustancias que aun en cantidades muy pequeñas inhiben la actividad catalítica se pequeñas inhiben la actividad catalítica se denomina denomina venenosvenenos..

El principio de un buen catalizador consiste El principio de un buen catalizador consiste en permitir que se lleve a cabo la reacción en permitir que se lleve a cabo la reacción aplicando una cantidad mínima de energía aplicando una cantidad mínima de energía de activación.de activación.

En los organismos vivos los catalizadores En los organismos vivos los catalizadores son sustancias orgánicas complejas de son sustancias orgánicas complejas de estructura también complejas llamadas estructura también complejas llamadas ENZIMAS que son producidas en el curso ENZIMAS que son producidas en el curso de la activadas celular.de la activadas celular.

EnzimasEnzimas

EnzimasEnzimas

las enzimas son catalizadores biológicos las enzimas son catalizadores biológicos responsables de que el conjunto de responsables de que el conjunto de reacciones del metabolismo celular reacciones del metabolismo celular transcurra ordenadamente y a velocidad transcurra ordenadamente y a velocidad adecuada.adecuada.

Puesto que su principal función es regular Puesto que su principal función es regular la velocidad a la que se desarrollan estas la velocidad a la que se desarrollan estas reacciones, la reacciones, la cinética enzimáticocinética enzimático, que , que estudia la velocidad de los procesos estudia la velocidad de los procesos catalizados enzimaticamente, es una parte catalizados enzimaticamente, es una parte esencial de la enzimología.esencial de la enzimología.

Los principios que determinan la velocidad Los principios que determinan la velocidad de una reacción química son aplicables a de una reacción química son aplicables a las reacciones enzimáticos.las reacciones enzimáticos.

La capacidad catalítica de las enzimas La capacidad catalítica de las enzimas radica principalmente en su estructura radica principalmente en su estructura terciaria o plegamiento espacial de estas.terciaria o plegamiento espacial de estas.

Es por esto que la actividad catalítica de las Es por esto que la actividad catalítica de las enzimas es muy sensible a cualquier enzimas es muy sensible a cualquier modificación de las características modificación de las características fisicoquímicas del medio como son:fisicoquímicas del medio como son:

PhPh TemperaturaTemperatura Fuerza iónica etc.Fuerza iónica etc.

Son de naturaleza proteica producidas por Son de naturaleza proteica producidas por organismos vivos.organismos vivos.

Constituyen la base de las complejas y Constituyen la base de las complejas y variadas reacciones químicas que variadas reacciones químicas que caracterizan los fenómenos vitales.caracterizan los fenómenos vitales.

En los seres vivos permiten En los seres vivos permiten una serie de funciones una serie de funciones

importantes importantes

IrritabilidadIrritabilidad

LocomociónLocomoción

ExcitabilidadExcitabilidad

ReproducciónReproducción

MetabolismoMetabolismo

RespiraciónRespiración

Las enzimas catalizan una reacción, son Las enzimas catalizan una reacción, son tan especificas que actúan sobre tan especificas que actúan sobre sustancias con configuración precisa.sustancias con configuración precisa.

CaracterísticasCaracterísticas

Constituidas por mas de 100 aminoácidos.Constituidas por mas de 100 aminoácidos.

Disminuyen la energía de activación y Disminuyen la energía de activación y afectan la velocidad de reacción.afectan la velocidad de reacción.

Se requieren mínima cantidad enzimático Se requieren mínima cantidad enzimático para actuarpara actuar

Alta especificidadAlta especificidad

Son regulables y alostéricasSon regulables y alostéricas

Son susceptibles de ser inhibidas.Son susceptibles de ser inhibidas.

Modifican la estructura química del Modifican la estructura química del sustratosustrato

No altera el equilibrioNo altera el equilibrio

Intercambian formas de energía.Intercambian formas de energía.

Las enzimas pueden ser proteínas simples Las enzimas pueden ser proteínas simples de aminoácidos o pueden ser proteínas de aminoácidos o pueden ser proteínas conjugadas que requieren de un grupo no conjugadas que requieren de un grupo no proteico para su actividad.proteico para su actividad.

Nomenclatura y ClasificaciónNomenclatura y Clasificación

En 1961 la comisión para el estudio de las En 1961 la comisión para el estudio de las enzimas, propuso una clasificación enzimas, propuso una clasificación estándar en donde las enzimas se dividen estándar en donde las enzimas se dividen en 6 clases principales basándose en las en 6 clases principales basándose en las reacciones catalizan.reacciones catalizan.

Hirolasa.- Hidrólisis.Hirolasa.- Hidrólisis.

Oxidoreductasas.- Oxido reducción.Oxidoreductasas.- Oxido reducción. Transferasas.- Trasferencias de gruposTransferasas.- Trasferencias de grupos funcionales.funcionales.

Liasa.- Dobles enlaces.Liasa.- Dobles enlaces. Isomerasas.- Isomeros.Isomerasas.- Isomeros. Ligasas.- Nuevos enlaces de ATP. Ligasas.- Nuevos enlaces de ATP.

Modo de Acción de las EnzimasModo de Acción de las Enzimas

Las enzimas catalizan las reacciones Las enzimas catalizan las reacciones disminuyendo la energía de activación al disminuyendo la energía de activación al formar un complejo con el sustrato y de formar un complejo con el sustrato y de esta manera se aumenta la posibilidad de esta manera se aumenta la posibilidad de que ocurra la reacción.que ocurra la reacción.

1.- El sustrato se une débilmente con la 1.- El sustrato se une débilmente con la superficie de la enzima, formando el superficie de la enzima, formando el complejo enzima-sustrato.complejo enzima-sustrato.

2.- El sustrato se vuelve activo, esto se 2.- El sustrato se vuelve activo, esto se polariza en los enlaces del sustrato.polariza en los enlaces del sustrato.

3.- Los productos de la reacción se 3.- Los productos de la reacción se forma en la superficie de la enzima.forma en la superficie de la enzima.

4.- Los productos son liberados de la 4.- Los productos son liberados de la enzima haciendo que estos queden enzima haciendo que estos queden disponibles para catalizar otras reacciones.disponibles para catalizar otras reacciones.

La velocidad con que una enzima cataliza La velocidad con que una enzima cataliza una reacción varia con las diferentes una reacción varia con las diferentes condiciones celulares, entre una y otra condiciones celulares, entre una y otra enzima.enzima.

La eficiencia se mide por el numero de La eficiencia se mide por el numero de recambio, numero de moléculas de recambio, numero de moléculas de sustrato transformadas por minuto, por sustrato transformadas por minuto, por una molécula de enzima bajo condiciones una molécula de enzima bajo condiciones optimas de temperatura y pH.optimas de temperatura y pH.

EspecificidadEspecificidad

Cada enzima cataliza solo un tipo de Cada enzima cataliza solo un tipo de reacciones y en algunos casos limita su reacciones y en algunos casos limita su actividad a un solo tipo particular de actividad a un solo tipo particular de moléculas reactantes.moléculas reactantes.

Para explicar tal especificidad de Para explicar tal especificidad de las enzimaslas enzimas

Teorías de la EspecificidadTeorías de la Especificidad

Teoría de la llave y cerraduraTeoría de la llave y cerradura

Teoría del ajuste inducidoTeoría del ajuste inducido

Teoría de la Llave y CerraduraTeoría de la Llave y Cerradura

En el sitio activo que esta sobre la En el sitio activo que esta sobre la superficie de la molécula de la enzima se superficie de la molécula de la enzima se fija el sustrato durante una reacción.fija el sustrato durante una reacción.

La forma esta diseñada para un sustrato La forma esta diseñada para un sustrato especifico, la configuración esta especifico, la configuración esta determinada por la secuencia de determinada por la secuencia de aminoácidos. aminoácidos.

Existe una atracción eléctrica entre el Existe una atracción eléctrica entre el sustrato y la enzima.sustrato y la enzima.

Teoría del ajuste inducido.Teoría del ajuste inducido.

Las moléculas de la enzima son flexibles y Las moléculas de la enzima son flexibles y el sitio activo puede no ajustarse el sitio activo puede no ajustarse inicialmente al sustrato este al ser atraído inicialmente al sustrato este al ser atraído por la enzima puede inducirle a que tome por la enzima puede inducirle a que tome su forma.su forma.

Factores que Afectan la Factores que Afectan la Actividad de las EnzimasActividad de las Enzimas

El pH, la Temperatura, los Solventes y El pH, la Temperatura, los Solventes y Concentraciones pueden cambiar la Concentraciones pueden cambiar la estructura de una proteína o modificar los estructura de una proteína o modificar los niveles de actividad de las enzimas.niveles de actividad de las enzimas.

Los fluidos corporales contienen sistemas Los fluidos corporales contienen sistemas amortiguadores a fin de protegerse contra amortiguadores a fin de protegerse contra dichos cambios.dichos cambios.

pHpH

Cada Enzima tiene un pH en el que es Cada Enzima tiene un pH en el que es mas activa, ciertas enzimas pueden tolerar mas activa, ciertas enzimas pueden tolerar cambios bastante grandes en el pH.cambios bastante grandes en el pH.

Mientras que otras son muy sensibles y Mientras que otras son muy sensibles y pueden disminuir gravementepueden disminuir gravemente

TemperaturaTemperatura

La mayoría de las enzimas corporales tienen una La mayoría de las enzimas corporales tienen una mayor actividad entre 35 y 45 grados. Por mayor actividad entre 35 y 45 grados. Por encima de esta Temp. Empiezan a encima de esta Temp. Empiezan a desnaturalizarse y disminuyen la velocidad de desnaturalizarse y disminuyen la velocidad de reacción. Arriba de 80 grados las enzimas se reacción. Arriba de 80 grados las enzimas se desnaturalizan completamente de forma desnaturalizan completamente de forma permanente.permanente.

Debajo de los 35 disminuyen la velocidad hasta Debajo de los 35 disminuyen la velocidad hasta que quedan inactivas y recuperan su actividad si que quedan inactivas y recuperan su actividad si la Temp. se eleva.la Temp. se eleva.

ConsultasConsultas

1.- Nomenclatura 1.- Nomenclatura 2.- Principios del funcionamiento de una enzima2.- Principios del funcionamiento de una enzima 3.- Definiciones de los siguientes conceptos3.- Definiciones de los siguientes conceptos

ApoenzimaApoenzimaCofactorCofactorActivadorActivadorCoenzimaCoenzimaGrupo ProstéticoGrupo ProstéticoIsoenzimaIsoenzimaProenzima o ZimógenoProenzima o ZimógenoSustratoSustratoSitio ActivoSitio Activo

Venenos Venenos ActivadoresActivadores