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enzima-sustrato se pueden producir deformaciones en algu-
nos enlaces del sustrato, de la enzima, o de ambos. La fuer-
za motora de estas deformaciones sería precisamente llegar
a alcanzar una mayor complementariedad entre el centro
activo y el sustrato, con un mayor número de interacciones
termodinámicamente favorecidas (Fig. 9-2). Esta idea fue
recogida por Koshland y Neet en 1968 en el modelo del
guante y la mano, o teoría del ajuste inducido, según el
cual el centro activo tiene potencial suficiente para unir el
sustrato. Como consecuencia de esta unión, su conforma-
ción cambia y algunos enlaces del sustrato o el centro acti-
vo se deforman hasta alcanzar una mayor complementarie-
dad. Ello facilita la transformación del sustrato en
producto. De hecho, la mayor complementariedad del cen-
tro activo con el estado de transición parece ser uno de los
fenómenos que impulsan la reacción y explican la catálisis
enzimática, y puede utilizarse para diseñar moléculas con
actividad catalítica (Recuadro 9-1).
Las propiedades del centro activo de una enzima están,
por tanto, íntimamente relacionadas con su forma y, en con-
secuencia, con el tipo y la disposición de las cadenas latera-
les de los aminoácidos presentes en el mismo. Estas cadenas
laterales deben proporcionar puntos de unión para enlazar al
sustrato. Aunque, en algunos casos, puedan formarse enlaces
Enzimas | 135
Figura 9-2. Modelos de unión de un sustrato al centro activo de
las enzimas. En el modelo de Koshland, a diferencia del modelo
de la llave y cerradura de Fischer, se proponen cambios en la
forma del sustrato y el centro activo, inducidos por la formación
del complejo enzima-sustrato. Esta evolución hacia una mayor
complementariedad puede contribuir a la catálisis enzimática.
E + S E SModelo de Fischer
(llave y cerradura)
Modelo de Koshland-Neet
(guante y mano)
E + S E S
Recuadro 9-1.
LOS ABZIMAS: ANTICUERPOS
CON CAPACIDADES 
CATALÍTICAS
Un aspecto esencial de la catálisis enzi-
mática es que la unión del sustrato y las
reacciones subsiguientes se producen en
el centro activo, dentro del complejo
enzima-sustrato, donde las energías de
unión entre la enzima y el sustrato o los
intermedios de la reacción pueden ser
considerables. Además, según la teoría
del estado de transición, la enzima es más
complementaria con el estado de transi-
ción de la reacción que con el propio sus-
trato. El incremento de la energía de
unión, que aparece a medida que el sus-
trato evoluciona hacia el estado de transi-
ción, puede ser utilizado para disminuir la
energía de activación y, por tanto, contri-
buir directamente a la catálisis. 
Un corolario de esta premisa es que
para una reacción dada, cualquier molé-
cula capaz de enlazar con mayor afini-
dad el estado de transición que el propio
sustrato, debería poseer una cierta acti-
vidad catalítica. Esta premisa se ha com-
probado mediante la obtención de anti-
cuerpos con actividad catalítica,
denominados abzimas. Para obtener un
abzima capaz de catalizar la transforma-
ción de un sustrato, se sintetiza un aná-
logo estable del estado de transición de
la reacción de interés y se utiliza como
hapteno para inmunizar animales de
experimentación. Luego, se aíslan las
inmunoglobulinas y se analiza su efecto
sobre la velocidad de la reacción consi-
derada. Con este diseño experimental se
obtuvieron los primeros abzimas en
1986. Desde entonces se han obtenido
abzimas capaces de catalizar reacciones
de hidrólisis, adición electrofílica, elimi-
nación, racemización, isomerización y
otras. Estos éxitos refuerzan la validez
de los modelos de catálisis enzimática y
abren la puerta al diseño de catalizado-
res para reacciones no acelerables por
enzimas naturales conocidas.
Pero los abzimas podrían ser algo más
que creaciones de laboratorio de posible
interés teórico-aplicado. De hecho, se han
encontrado anticuerpos catalíticos en el
ser humano, en condiciones normales o
asociados a ciertas enfermedades. Por
ejemplo, la leche materna humana contie-
ne abzimas con actividad quinasa y otros
con actividad desoxirribonucleasa que
podrían ejercer un papel protector en con-
diciones fisiológicas. La prevalencia de
abzimas parece aumentar en condiciones
patológicas, particularmente en las enfer-
medades autoinmunitarias. Así, el suero
de pacientes con tiroiditis, mieloma múlti-
ple o asma contiene abzimas proteolíticos.
También se encuentran abzimas que
degradan ácidos nucleicos en enfermeda-
des autoinmunitarias, sistémicas, como el
lupus eritematoso, la poliartritis reumatoi-
de o la esclerosis en placas. Si bien la exis-
tencia de estos anticuerpos está fuera de
duda, su papel en la fisiopatología de las
enfermedades autoinmunitarias está toda-
vía por determinar.
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