Energia d'Activació, Cinètica i Regulació Enzimàtica: Conceptes Clau

Energia d'Activació i Complex Activat

Les reaccions químiques impliquen la ruptura d'alguns enllaços en els reactius i la formació d'altres de nous, i s'obtenen uns productes determinats. Perquè això sigui així, cal una certa quantitat d'energia, que es fa servir en l'activació dels reactius. Aquesta energia s'anomena energia d'activació i és necessària per iniciar la reacció.

Les molècules arriben a un estat més energètic, l'estat activat o estat de transició, en el qual els enllaços estan a mig trencar. A partir d'aquest punt, la reacció transcorre fàcilment, s'obtenen els productes i, alhora, es passa a un estat d'energia menor. Com més gran sigui l'energia d'activació, més difícil serà arribar a l'estat activat i, per tant, la velocitat de reacció serà menor. Aquest estat es pot aconseguir escalfant la substància; llavors, les molècules augmenten la seva energia i s'arriba a l'estat de transició.

Mecanismes per Augmentar l'Eficàcia Enzimàtica

Perquè un enzim actuï sobre un substrat, totes les molècules s'han de trobar. La majoria dels substrats es troben a les cèl·lules en concentracions summament baixes. Per optimitzar aquesta interacció, existeixen diversos mecanismes:

• Complexos multienzimàtics: Diversos enzims que catalitzen passos successius en una seqüència de reaccions metabòliques s'uneixen formant un complex multienzimàtic únic.
• Compartimentació cel·lular: L'existència de compartiments cel·lulars diferents permet una agrupació de substrats i d'enzims en un mateix orgànul. Aquest fet augmenta molt l'eficàcia enzimàtica.

Al·lostèria: Regulació Enzimàtica Clau

La regulació enzimàtica més precisa s'aconsegueix amb enzims que posseeixen diversos moduladors de la seva activitat. Aquests enzims tenen altres centres reguladors que permeten la unió de molècules que modifiquen l'activitat enzimàtica.

També presenten dues conformacions: la forma R, que té una afinitat elevada pel substrat, i la forma T, que té poca afinitat. Aquests enzims estan constituïts per diverses subunitats, per la qual cosa presenten una estructura quaternària.

Retroinhibició (Feedback)

Els enzims al·lostèrics se solen localitzar en el primer pas d'una seqüència de reaccions metabòliques, o bé en els punts de ramificació d'aquestes rutes. En aquests casos, el producte final de la ruta és el que actua com a inhibidor de l'enzim al·lostèric de la primera reacció. Aquest procés s'anomena inhibició per retroalimentació (feedback) o retroinhibició.

Cinètica Enzimàtica: Paràmetres Clau

Com més petit sigui el valor de Km, més gran serà l'activitat enzimàtica, ja que es necessita menys quantitat de substrat per arribar a la velocitat semimàxima. Amb el valor de Km i el de la velocitat màxima (Vmax), es pot determinar la velocitat per a qualsevol concentració de substrat.