Las enzimas (enzimas) son compuestos orgánicos de alto peso molecular de naturaleza proteica que desempeñan el papel de catalizadores biológicos en el cuerpo.
El mecanismo de acción de las enzimas.
Descubriendo los mecanismos subyacentesLa acción catalítica de las enzimas es una de las tareas fundamentales y los problemas urgentes no solo de la enzimología, sino también de la bioquímica y la biología molecular modernas.
Mucho antes de que la limpieza estuviera disponibleSe aclararon las enzimas y su naturaleza, se creía que la combinación de la enzima con el sustrato es crucial para la implementación del proceso enzimático. Los intentos de detectar un compuesto complejo de la enzima con el sustrato durante mucho tiempo no condujeron al éxito, ya que dicho complejo es lábil, se descompone muy rápidamente. El uso del método de espectroscopía permitió identificar complejos enzima-sustrato para catalasa, peroxidasa, alcohol deshidrogenasa y enzimas dependientes de flavina.
Метод рентгеноструктурного анализа позволил obtener mucha información importante sobre la estructura y los mecanismos catalíticos de la acción de las enzimas. Este método se usó para establecer la conexión de análogos de sustrato con enzimas lisozima y quimotripsina.
Alguna evidencia directa de existenciaFue posible obtener complejos enzima-sustrato para los casos en que en una de las etapas del ciclo catalítico la enzima se une al sustrato mediante un enlace covalente. Un ejemplo es la reacción de hidrólisis del acetato de n-nitrofenilo catalizado por quimotripsina. Cuando la enzima se mezcla con este éster, la quimotripsina se acetila en el grupo hidroxilo del residuo de serina reactiva. Esta etapa es rápida, pero la hidrólisis de la acetilquimotripsina con la formación de acetato y quimotripsina libre es mucho más lenta. Por lo tanto, en presencia de acetato de n-nitrofenilo, se acumula acetilquimotripsina, que es fácil de detectar.
La presencia de un sustrato en la enzima puede"Atrapar" transfiriendo el complejo EC inestable a una forma inactiva, por ejemplo, tratando el complejo enzima-sustrato con borohidruro de sodio, que tiene un fuerte efecto reductor. Se encontró un complejo similar en forma de un derivado covalente estable en la enzima aldolasa. Resultó que el grupo e-amino de la lisina interactúa con la molécula del sustrato.
El sustrato interactúa con la enzima en una cierta parte, que se llama centro activo, o la zona activa de la enzima.
Debajo del centro activo, o núcleo,entienden esa parte de la molécula de proteína enzimática que se une al sustrato (y cofactores) y determina las propiedades enzimáticas de la molécula. El centro activo determina la especificidad y la actividad catalítica de la enzima y debe ser una estructura de cierto grado de complejidad, adaptada para una aproximación cercana e interacción con la molécula del sustrato o sus partes directamente involucradas en la reacción.
Entre los grupos funcionales se distinguen incluidos enLa composición del sitio "catalíticamente activo" de la enzima y la formación del sitio que proporciona afinidad específica (unión del sustrato a la enzima) es el llamado contacto o "ancla" (o sitio de adsorción del centro activo de la enzima).
El mecanismo de acción de las enzimas explica la teoría de Michaelis-Menten. Según esta teoría, el proceso tiene lugar en cuatro etapas.
El mecanismo de acción de las enzimas: etapa I
Entre el sustrato (C) y la enzima (E), surge un enlace: se forma un complejo enzima-sustrato de la UE, en el que los componentes están unidos por enlaces covalentes, iónicos, acuosos y de otro tipo.
El mecanismo de acción de las enzimas: etapa II
Bajo la influencia de la enzima unida, el sustrato se activa y está disponible para las reacciones de catálisis CE correspondientes.
El mecanismo de acción de las enzimas: etapa IIII
La catálisis de la UE está teniendo lugar. Esta teoría es confirmada por estudios experimentales.
Y finalmente, la etapa IV se caracteriza por la liberación de la molécula de enzima E y los productos de reacción P. La secuencia de transformaciones se puede representar de la siguiente manera: E + C - EC - EC * - E + P.
La especificidad de la acción de las enzimas.
Cada enzima actúa sobre un sustrato específico.o un grupo de sustancias que son similares en estructura. La especificidad de la acción de las enzimas se explica por la similitud de la configuración del centro activo y el sustrato. En el proceso de interacción, se forma un complejo enzima-sustrato.
