Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-199

Vista previa del material en texto

Energía y metabolismo 165
óptima es cercana a la temperatura corporal humana (35°C a 40°C). A 
bajas temperaturas, las reacciones enzimáticas suceden muy lentamente 
o no ocurren. Al aumentar la temperatura, se incrementa el movimiento 
molecular, resultando en más colisiones moleculares. Por lo tanto, la rapi-
dez de la mayor parte de las reacciones controladas por enzimas se incre-
menta al aumentar la temperatura, dentro de ciertos límites (vea la fi gura 
7-12a). Las altas temperaturas rápidamente desnaturalizan a la mayoría de 
las enzimas. La conformación molecular (forma 3-D) de la proteína se al-
tera al romperse los enlaces de hidrógeno responsables de sus estructuras 
secundaria, terciaria y cuaternaria. Usualmente, no es reversible esta des-
activación, entonces la enzima no recupera la actividad cuando se enfría.
La mayoría de los organismos son aniquilados si se exponen breve-
mente a una elevada temperatura; sus enzimas son desnaturalizadas, y son 
incapaces de continuar el metabolismo. Existen unas pocas excepciones 
a esta regla. Ciertas especies de arqueas (vea el capítulo 1 para una des-
cripción de las arqueas) pueden sobrevivir en aguas termales, como las 
del parque Yellowstone, en donde la temperatura es casi de 100°C; estos 
organismos son responsables de los brillantes colores en las terrazas de las 
aguas termales (FIGURA 7-13). Hay otras arqueas que viven a temperaturas 
mayores a la de ebullición del agua, cerca de profundos conductos mari-
nos, en donde la extrema presión conserva al agua en su estado líquido 
(vea el capítulo 25 para un análisis de las arqueas que viven en hábitats 
extremos; también vea el capítulo 55, Preguntas acerca de: La vida sin Sol).
Cada enzima tiene un pH óptimo
La mayoría de las enzimas están activas sólo en un estrecho margen de pH 
y tienen un pH óptimo, en que la rapidez de la reacción es máxima. Para las 
enzimas humanas, el pH óptimo está entre 6 y 8. Del capítulo 2, recuerde 
que los amortiguadores minimizan los cambios de pH en la célula y así éste 
se mantiene dentro de límites estrechos. La pepsina, una enzima secretada 
por las células del revestimiento estomacal y que digiere proteínas, es una 
excepción; funciona sólo en un medio muy acido, óptimamente a un pH 2 
(vea la fi gura 7-12b). En contraste, la tripsina, una enzima secretada por el 
páncreas para degradar las proteínas, funciona mejor en las condiciones 
ligeramente básicas encontradas en el intestino delgado.
El ATP funciona como una coenzima; es responsable de transfe-
rir grupos fosfato. Otra coenzima, la coenzima A, está implicada en la 
transferencia de grupos derivados de ácidos orgánicos. La mayoría de las 
vitaminas, que son compuestos orgánicos que un organismo requiere en 
pequeñas cantidades pero que no puede sintetizarlas por sí mismo, son 
coenzimas o componentes de coenzimas (vea descripciones de vitami-
nas en la tabla 47-3).
Las enzimas son más efectivas 
en condiciones óptimas
En general, las enzimas trabajan mejor bajo ciertas condiciones estrecha-
mente defi nidas, como una temperatura apropiada, pH (FIGURA 7-12), y 
concentración de iones. Cualquier desviación de las condiciones ópti-
mas afecta de modo adverso la actividad enzimática.
Cada enzima tiene una temperatura óptima
La mayoría de las enzimas tienen una temperatura óptima, en la cual se 
da la mayor rapidez de la reacción. Para enzimas humanas, la temperatura 
R
ap
id
ez
 d
e 
re
ac
ci
ón
0
Temperatura (°C)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Mayoría de 
las enzimas 
humanas
Enzimas de 
bacterias tolerantes 
al calor
(a) Curvas generalizadas para el efecto de la 
temperatura sobre la actividad enzimática. Al aumentar 
la temperatura, se incrementa la actividad enzimática 
hasta lograr una temperatura óptima; si ésta se excede, 
entonces la actividad enzimática cae abruptamente 
porque la enzima, al ser una proteína, se desnaturaliza.
R
ap
id
ez
 d
e 
re
ac
ci
ón
0
pH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pepsina
Tripsina
(b) La actividad enzimática es muy sensible al pH. La 
pepsina es una enzima digestiva de proteínas, que se
encuentra en el muy ácido jugo estomacal. La tripsina,
secretada por el páncreas en el medio ligeramente básico
del intestino delgado, digiere polipéptidos.
FIGURA 7-12 Animada Efectos de la temperatura y del pH sobre 
la actividad enzimática
En las reacciones que se muestran se mantienen constantes las concentra-
ciones de sustrato y de enzimas.
FIGURA 7-13 La gran fuente prismática en el Parque Nacional 
Yellowstone
La tercera fuente de aguas termales más grande del mundo, de aproximada-
mente 61 m (200 pies) de diámetro, la Gran fuente prismática es abundante 
en arqueas tolerantes al calor. Los anillos alrededor del perímetro, en donde 
el agua es ligeramente más fría, obtienen sus colores característicos de los 
diversos tipos de arqueas que viven allí.
©
 H
en
ry
 H
ol
dw
or
th
/4
w
ild
by
na
tu
re
ga
lle
ry
.c
om
07_Cap_07_SOLOMON.indd 16507_Cap_07_SOLOMON.indd 165 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 más efectivas en condiciones óptimas
	Cada enzima tiene una temperatura óptima
	Cada enzima tiene un pH óptimo