Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-202

Vista previa del material en texto

168 Capítulo 7 
Cuando el PABA está disponible, los microorganismos pueden sintetizar 
la vitamina ácido fólico, muy necesaria para el crecimiento. Los huma-
nos no sintetizan el ácido fólico a partir del PABA. Por esta razón, los 
fármacos sulfamidas selectivamente afectan a las bacterias. Cuando está 
presente un fármaco sulfamida, éste compite con el PABA por el sitio 
activo de la enzima bacterial. Cuando las bacterias utilizan el fármaco 
la proteína quinasa, el compuesto AMP cíclico (AMPc; vea la fi gura 3-25 
para la estructura) contacta al complejo enzima-inhibidor y elimina la 
proteína inhibidora, activando la proteína quinasa. La activación de las 
proteínas quinasa mediante el AMPc es un importante aspecto del meca-
nismo de señalización celular, incluyendo la acción de ciertas hormonas 
(vea los capítulos 6 y 49 para análisis de señalización celular).
Las enzimas son inhibidas 
por ciertos agentes químicos
La mayoría de las enzimas son inhibidas o aún destruidas por ciertos 
agentes químicos. La inhibición de la enzima puede ser reversible o irre-
versible. La inhibición reversible ocurre cuando un inhibidor forma 
enlaces químicos débiles con la enzima. La inhibición reversible puede 
ser competitiva o no competitiva.
En la inhibición competitiva, el inhibidor compite con el sustrato 
normal por unirse al sitio activo de la enzima (FIGURA 7-17a). Por lo co-
mún, un inhibidor competitivo es estructuralmente similar al sustrato 
normal y se ajusta en el sitio activo y se combina con la enzima. Sin em-
bargo, no es lo sufi cientemente similar para sustituir por completo al 
sustrato normal en la reacción química, y entonces la enzima no puede 
convertirlo a moléculas del producto. Un inhibidor competitivo sólo 
ocupa temporalmente el sitio activo y no daña en forma permanente a 
la enzima. En la inhibición competitiva, un sitio activo es ocupado por 
el inhibidor sólo una parte del tiempo y por el sustrato normal el tiempo 
restante. Si la concentración del sustrato se incrementa con respecto a 
la concentración del inhibidor, entonces el sitio activo es comúnmente 
ocupado por el sustrato. Los bioquímicos demuestran de manera expe-
rimental la inhibición competitiva probando que el aumento en la con-
centración del sustrato revierte a la inhibición competitiva.
En la inhibición no competitiva, el inhibidor se une a la enzima 
en un sitio distinto al sitio activo (FIGURA 7-17b). El inhibidor desactiva 
la enzima alterando su confi guración para que el sitio activo no pueda 
unirse con el sustrato. Muchos importantes inhibidores no competitivos 
son sustancias metabólicas que regulan la actividad enzimática al com-
binarse reversiblemente con la enzima. La inhibición alostérica, que ya 
se analizó, es un tipo de inhibición no competitiva en la que el inhibidor se 
une a un sitio especial, el sitio alostérico.
En la inhibición irreversible, un inhibidor desactiva permanen-
temente a una enzima o la destruye cuando el inhibidor se combina 
con uno de los grupos funcionales de la enzima, en el sitio activo o en 
algún otro lugar. Muchos venenos son inhibidores enzimáticos irrever-
sibles. Por ejemplo, los metales pesados como el mercurio y el plomo 
se unen de manera irreversible a muchas proteínas y las desnaturalizan, 
incluyendo enzimas. Ciertos gases nerviosos envenenan la enzima ace-
tilcolinesterasa, que es importante para el funcionamiento de nervios y 
músculos. La citocromo oxidasa, una de las enzimas que transporta elec-
trones en la respiración celular, es especialmente sensible al cianuro. Los 
resultados mortales por la ingesta de cianuro se deben a que la citocromo 
oxidasa se inhibe de manera irreversible y deja de transferir electrones de 
su sustrato hacia el oxígeno.
Algunos fármacos son inhibidores enzimáticos
Los médicos tratan muchas infecciones bacteriales mediante fármacos 
que directa o indirectamente inhiben la actividad enzimática bacterial. 
Por ejemplo, los fármacos sulfamidas tienen una estructura química si-
milar a la del nutriente ácido para-aminobenzoico (PABA) (FIGURA 7-18). 
(a) Inhibición competitiva. El inhibidor compite con el 
sustrato normal por el sitio activo de la enzima. Un inhibidor 
competitivo sólo ocupa temporalmente el sitio activo.
(b) Inhibición no competitiva. El inhibidor se une a la 
enzima en un sitio distinto al sitio activo, alterando 
la forma de la enzima y por lo tanto desactivándola.
Sustrato
Inhibidor
Enzima
Sustrato
El inhibidor se une 
al sitio activo
El sitio activo no es 
adecuado para la recepción 
de sustratos
Inhibidor
Enzima
Sustratos Sitio activo
FIGURA 7-17 Animada Inhibición competitiva y no competitiva
Ácido para-aminobenzoico 
(PABA)
Sulfonamida genérica 
(fármaco sulfamida)
O
C
OH
O
S N
O
R
H
H2N
H2N
FIGURA 7-18 Ácido para-aminobenzoico y sulfonamidas
Los fármacos sulfamidas inhiben una enzima en las bacterias necesaria para 
la síntesis de ácido fólico, una importante vitamina requerida para el cre-
cimiento. (Observe la estructura inusual de la molécula de sulfonamida; el 
sulfuro, que comúnmente forma dos enlaces covalentes, en este caso forma 
seis).
07_Cap_07_SOLOMON.indd 16807_Cap_07_SOLOMON.indd 168 10/12/12 18:1710/12/12 18:17
	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	7 Energía y metabolismo
	7.6 Enzimas
	Las enzimas son inhibidas por ciertos agentes químicos
	Algunos fármacos son inhibidores enzimáticos