Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-143

Vista previa del material en texto

¿CÓMO CONTROLAN LAS CÉLULAS SUS REACCIONES METABÓLICAS? 111
La molécula reguladora se une de forma reversible a un
sitio regulador alostérico especial de la enzima, que se separa
del sitio activo de la enzima (FIGURA 6-16a). Esta unión tem-
poral de la molécula reguladora altera el sitio activo de la
enzima (“alostérico” significa literalmente “otra forma”) y 
la enzima podría volverse más o menos capaz de unirse con
sus sustratos (FIGURA 6-16b). La enzima específica y la molécu-
la reguladora específica determinan si la regulación alostérica
incrementa o reduce la actividad de la enzima.
Un tipo importante de regulación alostérica es la inhibición
por retroalimentación, que es una retroalimentación negativa
que provoca una vía metabólica que cesa la elaboración de un
producto cuando se alcanzan las cantidades deseadas, como
cuando un termostato apaga un calentador si la temperatura
de una habitación es lo suficientemente cálida. En la inhibi-
ción por retroalimentación la actividad de una enzima se inhi-
be mediante una molécula reguladora que es el producto final
de una vía metabólica. En general la molécula reguladora
inhibe una enzima al principio en la serie de reacciones que la
produjo, como se ilustra en la FIGURA 6-17. Por ejemplo,
supón que una serie de reacciones, donde una enzima dife-
rente cataliza cada una, convierte un aminoácido en otro.
Cuando está presente suficiente aminoácido del producto, se
detiene la serie de reacciones porque el aminoácido del pro-
ducto se une con un sitio regulador alostérico en una enzima
al principio de la vía, y la inhibe.
Los venenos, las drogas y el ambiente influyen 
en la actividad de las enzimas
En general las drogas y los venenos que actúan en las enzimas
inhiben a éstas. Las formas tanto competitiva como no com-
petitiva de inhibición se muestran mediante venenos y drogas.
Algunos inhibidores compiten con el sustrato por el sitio
activo de la enzima
Algunos venenos y drogas se unen al sitio activo de una enzima
de forma reversible, de manera que tanto el sustrato normal
como la sustancia extraña compiten por el sitio activo de la
enzima.A veces la enzima descompone la sustancia extraña; en
otros casos, ésta simplemente busca el sustrato normal. Este
proceso se denomina ( ). Por
ejemplo, el metanol es una forma altamente tóxica de alcohol
que se utiliza como disolvente y compite por el sitio activo 
de la enzima alcohol deshidrogenasa (que se encuentra en la
fruta fermentada y en las bebidas alcohólicas). La alcohol
deshidrogenasa descompone el metanol produciendo formal-
dehído en el proceso, lo cual puede causar ceguera.
Aprovechando la inhibición competitiva, los médicos prescri-
ben etanol a las víctimas de envenenamiento con metanol. Al
competir con el metanol por el sitio activo de la alcohol des-
hidrogenasa, el etanol bloquea la producción de formaldehí-
do. Este ejemplo ilustra una propiedad fundamental de la
inhibición competitiva: el sustrato normal o el inhibidor pue-
den desplazarse mutuamente si su concentración es lo sufi-
cientemente alta.
Algunos medicamentos contra el cáncer son inhibidores
competitivos de enzimas. Como el cáncer consiste en una divi-
sión rápida de células, se generan grandes cantidades de
DNA. Algunos medicamentos contra el cáncer se asemejan a
las subunidades que componen el DNA. Estos medicamentos
compiten con las subunidades normales, engañando a las
enzimas para que fabriquen DNA defectuoso, lo cual, a la vez,
evita que proliferen las células cancerígenas. Por desgracia,
estos medicamentos también interfieren con el crecimiento
de otras células que se dividen rápidamente, incluidas aque-
llas en los folículos del cabello y las que recubren el tracto
digestivo. Esto explica por qué la pérdida de cabello y las 
enzima 1 enzima 2 enzima 3 enzima 4 enzima 5
isoleucina
(aminoácido de producto final)
treonina 
(aminoácido de sustrato)
A B C D
Inhibición por retroalimentación: 
la isoleucina inhibe la enzima 1.
OH
C
CH3
H
COOH
NH3
C
H
CH3
H C
CH2
CH3
C
COOH
NH3H
FIGURA 6-17 Regulación de enzimas por inhibición por retroalimentación
En este ejemplo, la primera enzima en la vía metabólica que convierte la treonina (un sustrato de
aminoácidos) en isoleucina (un producto de aminoácidos) se inhibe cuando es alta la concentración
de isoleucina, la cual actúa como molécula reguladora. Si a una célula le hace falta isoleucina, la reac-
ción sigue adelante. A medida que se acumula isoleucina, ésta se une al sitio de regulación alosté-
rica de la primera enzima y bloquea la vía. Una vez que las concentraciones de isoleucina bajan y hay
menos moléculas de ésta que inhiban la enzima, la vía reanuda su producción.
Una molécula inhibidora competitiva 
ocupa el sitio activo y bloquea la 
entrada del sustrato.
FIGURA 6-18 Inhibición competitiva