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164 Capítulo 7 Los científi cos clasifi can en grupos a las enzimas que catalizan reacciones similares, no obstante que cada enzima particular en el grupo pueda catalizar sólo una reacción específi ca. La TABLA 7-1 describe las seis clases de enzimas aceptadas por los biólogos. Cada clase está dividida en múltiples subclases. Por ejemplo, la ya men- cionada sacarasa, se conoce como glicosidasa ya que parte de un en- lace glicosídico. Las glicosidasas son una subclase de las hidrolasas (vea la fi gura 3-8b para la hidrólisis de la sacarosa). Las fosfatasas, enzi- mas que eliminan grupos fosfatos mediante hidrólisis, también son hidrolasas. Las quinasas, enzimas que transfi eren grupos fosfatos a sustratos, son transferasas. Muchas enzimas requieren cofactores Algunas enzimas sólo consisten de una proteína. La enzima pepsina, que se secreta por el estómago animal y digiere proteína del alimento rompiendo ciertos enlaces péptidos, es exclusivamente una molécula de proteína. Otras enzimas tienen dos componentes: una proteína llamada apoenzima y un componente químico adicional llamado cofactor. Ni la apoenzima ni el cofactor solos tienen actividad catalítica; solamente cuando ambos se combinan permiten que la enzima funcione. Un cofac- tor puede ser inorgánico, o puede ser una molécula orgánica. Algunas enzimas requieren un ion metálico específi co como un co- factor. Dos cofactores inorgánicos muy comunes son los iones de mag- nesio y los iones de calcio. La mayoría de los elementos traza, como el hierro, cobre, zinc y manganeso, que todos los organismos requieren en muy pequeñas cantidades, funcionan como cofactores. Un compuesto orgánico, no polipéptido que se une a la apoenzima y sirve como un cofactor, es una coenzima. La mayoría de las coenzimas transportan moléculas que transfi eren electrones o parte de un sustrato de una molécula a otra. En este capítulo ya se introdujeron algunos ejem- plos de coenzimas. NADH, NADPH y FADH2 son coenzimas; éstas transfi eren electrones. noácidos. En la mayoría de las enzimas, los sitios activos se localizan aproximadamente en la superfi cie. Durante la reacción, las moléculas de sustrato que ocupan esos sitios se juntan para reaccionar entre sí. La forma de la enzima no parece exactamente complementaria a la del sustrato. El enlace del sustrato a la molécula de la enzima causa un cambio, conocido como ajuste inducido, en la forma de la enzima (FIGURA 7-11b). Normalmente, la forma del sustrato también cambia un poco, de manera que se puedan distorsionar sus enlaces químicos. La proximidad y orientación de los reactivos, junto con las tensiones en sus enlaces químicos, facilitan el rompimiento de los viejos enlaces y la for- mación de nuevos enlaces. Así, el sustrato es cambiado a un producto, que se difunde lejos de la enzima. Entonces la enzima queda libre para catalizar la reacción de más moléculas del sustrato para formar más mo- léculas del producto. Las enzimas son específi cas Las enzimas catalizan a prácticamente todas las reacciones que ocurren en un organismo. Debido a que la forma del sitio activo está íntimamente relacionada a la forma del sustrato, la mayoría de las enzimas están alta- mente especializadas y sólo catalizan a unas pocas reacciones químicas cercanamente relacionadas, o en muchos casos, sólo a una reacción par- ticular. La enzima ureasa, que descompone urea a dióxido de carbono y amoniaco, no ataca a otros sustratos. La enzima sacarasa sólo divide saca- rosa; no actúa sobre otras disacáridas, tales como la maltosa o la lactosa. Unas pocas enzimas son específi cas sólo en cuanto a que requieren que el sustrato tenga un cierto tipo de enlace químico. Por ejemplo, la lipasa, secretada por el páncreas, divide los enlaces éster conectando el glicerol y ácidos grasos de una amplia variedad de grasas. Los científi cos normalmente nombran a las enzimas agregando el sufi jo asa al nombre del sustrato. La enzima sacarasa, por ejemplo, des- compone sacarosa en glucosa y fructosa. Pocas enzimas retienen nom- bres tradicionales que no terminan en -asa; algunas de ellas fi nalizan en -zima. Por ejemplo, la lisozima (del griego lysis, “una relajación”) que es una enzima que se encuentra en las lágrimas y la saliva; rompe las paredes celulares bacteriales. Otros ejemplos de enzimas con nombres tradicionales son la pepsina y la tripsina, que descomponen enlaces pép- tidos en proteínas. (a) Antes de la formación de un complejo ES, el sitio activo de la enzima es el surco en donde se unirá el sustrato. Sitio activo A m ba s: C or te sí a de T ho m as A . S te itz (b) El enlace del sustrato al sitio activo induce un cambio en la conformación del sitio. FIGURA 7-11 Un complejo enzima-sustrato Este modelo computacional gráfi co muestra la enzima hexoquinasa (azul) y su sustrato, glucosa (rojo). Clases importantes de enzimas Clase de enzima Función Oxidorreductasas Catalizan reacciones redox. Transferasas Catalizan la transferencia de un grupo funcional de una molécula donadora a una molécula aceptora Hidrolasas Catalizan reacciones de hidrólisis Isomerasas Catalizan la conversión de una molécula de una forma isomérica a otra Ligasas Catalizan ciertas reacciones en las cuales dos moléculas se unen en un proceso acoplado a la hidrólisis del ATP Liasas Catalizan ciertas reacciones en las cuales se for- man o se rompen enlaces dobles TABLA 7-1 07_Cap_07_SOLOMON.indd 16407_Cap_07_SOLOMON.indd 164 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 específicas Muchas enzimas requieren cofactores Tabla 7.1 Clases importantes de enzimas
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