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Enzimas
Las enzimas, también conocidas como catalizadores biológicos,
son un grupo de compuestos químicos orgánicos con actividad
dentro o fuera de las células. Tienen funciones catalíticas,
catalizando reacciones químicas que, sin su presencia,
difícilmente sucederían. Esta capacidad hace que sean
adecuadas para aplicaciones industriales, por ejemplo en la
industria farmacéutica o alimentaria.
En
los
sistemas
vivos,
la
mayoría
de
las
reacciones
bioquímicas se da en las vías metabólicas, es decir,
reacciones en cadena en que el producto de una reacción es
utilizado como reactivo en la reacción siguiente.
Las enzimas se descubrieron en el siglo XIX, al parecer por
Louis Pasteur, que llegó a la conclusión de que la
fermentación del azúcar en alcohol por la levadura era
catalizada por enzimas. En 1878, Wilhelm Kühne utiliza por
primera vez el término enzima para describir esta levadura.
Más tarde, Eduard Buchner demostró que la fermentación se debe
a la acción de las enzimas y no a la acción fisiológica
sencilla de las células de levaduras. Este descubrimiento le
valió el Premio Nobel de Química en 1907.
¿Cómo actúan las enzimas?
Las
enzimas
son
proteínas,
comúnmente
conocidas
como
catalizadores biológicos que tienen la capacidad de aumentar
la velocidad de las reacciones bioquímicas, convirtiendo tales
reacciones mucho más rápido y también de forma bastante
específica.
Las enzimas sólo actúan en ciertas moléculas llamadas
sustratos (que son los reactivos). Una célula viva puede
contener alrededor de 3.000 enzimas diferentes, cada una
catalizando una reacción específica en la cual un sustrato es
transformado en los productos apropiados.
Por lo general, las enzimas son proteínas de dimensiones
superiores que contienen uno o más activos centros. Es en
estos lugares se producen interacciones con el sustrato. Los
centros activos sólo son compatibles con ciertas moléculas,
tales como la relación entre una cerradura y una llave. Esta
teoría se conoce como la teoría de la llave-cerradura y fue
desarrollada por el químico alemán Emil Fischer en 1894. Esta
teoría puede explicar la especificidad de las enzimas, pero no
explica por el hecho de que experimentalmente verificar que la
enzima se puede unir a sustratos de diferentes tamaños y
formas.
En 1958, Daniel Koshland sugiere una modificación al modelo de
llave-cerradura (modelo de encaje inducido). Así, una vez que
las enzimas exhiben estructuras flexibles, el centro activo
altera su forma interactuando con el sustrato, mientras ese
mismo sustrato va interactuando con la enzima. Esta secuencia
puede ser observada en la figura presentada a continuación.
Fig. 1 – Modelo de encaje inducido © Wikipedia.org
Aplicaciones de las enzimas
Las enzimas digestivas reducen los alimentos en componentes
más pequeños que se absorben más fácilmente en el intestino.
Las enzimas se utilizan a gran escala en muchas industrias. A
continuación presentamos algunos ejemplos: Se utilizan en la
industria alimentaria (panadería, producción de cerveza y
vino, productos lácteos), industria textil, de papel y
celulosa (eliminación de depósitos en la máquina de papel),
bronceado, cosméticos y detergentes de producción (en los
productos limpieza, hay ciertos tipos de enzimas que ayudan a
digerir las grasas y las proteínas presentes en las manchas),
entre las más importantes.
Uno aplicación industrial importante es la producción de
antibióticos. También se utilizan en la medicina, en la
investigación de laboratorio y en la medición de las
concentraciones de sustancias de interés clínico (por ejemplo,
análisis clínicos).
Conclusión sobre las enzimas
Las enzimas son esenciales para aumentar la eficiencia de los
procesos industriales, así como otras reacciones que requieren
su presencia, pudiendo ser aplicado en muchas situaciones
diferentes, presentando muchas veces ventajas en relación a
los catalizadores químicos.
Por otro lado las enzimas son componentes esenciales para la
supervivencia de muchos seres vivos, al igual que nosotros los
seres humanos. Ellas son responsables de almacenamiento de
energía, facilitan la digestión y activan las funciones de
respiración para la visión. Las enzimas son sustancias
esenciales para la vida.