Enzims: Funció, Classificació i Cinètica Enzimàtica
Enzims: Catalitzadors Biològics Essencials
Són molècules sintetitzades a la cèl·lula que acceleren de manera molt selectiva i eficient les reaccions bioquímiques.
Característiques Clau dels Enzims
- No varien l’ordre de magnitud de la reacció, només el temps (catàlisi). (AH, AG, AS, Kq)
- Canvien els mecanismes de reacció.
- Faciliten l’orientació eficient dels substrats.
- Són homogenis (es dissolen en aigua).
- Són molt selectius i específics.
- Catalitzen les reaccions tant cap a la dreta com cap a l'esquerra (reversibilitat).
Avantatges dels Enzims en Biocatàlisi
El principal avantatge dels enzims enfront dels catalitzadors inorgànics és que actuen en condicions suaus de pH i temperatura, amb gran eficiència i de forma específica.
Classificació dels Enzims (Nomenclatura EC)
Els enzims es classifiquen en sis grans grups segons el tipus de reacció que catalitzen:
Oxidoreductases: Reaccions Redox
Catalitzen reaccions d'oxidoreducció (transferència d'electrons).
Transferases: Transferència de Grups Químics
Transfereixen un grup químic d’una molècula a una altra. Les Quinases, per exemple, transfereixen un grup fosfat a una altra molècula.
Hidrolases: Ruptura amb Aigua
Són un tipus de transferases que transfereixen un grup –OH des de l’aigua a un altre substrat, provocant la ruptura d'un enllaç.
Liases: Formació/Ruptura d'Enllaços Sense Aigua
Catalitzen la ruptura o formació d'enllaços carboni-carboni, carboni-oxigen, carboni-nitrogen, etc., sense hidròlisi ni oxidació.
Isomerases: Conversió d'Isòmers
Catalitzen reaccions d'isomerització, convertint una molècula en un dels seus isòmers (per exemple, de forma D a L).
Ligases: Formació d'Enllaços amb ATP
Catalitzen la formació d'enllaços carboni-carboni o altres enllaços, però requereixen l'hidròlisi d'ATP (o un altre nucleòtid trifosfat) per a l'aportació d'energia. També conegudes com a sintetases.
Cofactors i Coenzims: Suports Enzimàtics
Els enzims poden requerir components addicionals per a la seva activitat. La porció no proteica d'un enzim s'anomena cofactor si és un catió metàl·lic, i coenzim si és una molècula orgànica. La porció proteica de l'enzim es diu apoenzim, i l'enzim complet, amb el seu cofactor o coenzim unit, s'anomena holoenzim.
Exemples de Coenzims Importants
- Biotina
- Àcid lipoic
- Piridoxal fosfat
Cinètica Enzimàtica: Reaccions amb un Sol Substrat
Equació de Michaelis-Menten i el seu Significat
La cinètica de les reaccions enzimàtiques amb un sol substrat es descriu sovint per l'Equació de Michaelis-Menten:
Vo = (Vmax[S]) / (Km + [S])
Aquesta equació explica el comportament de les reaccions en l'estat estacionari, on la concentració del complex enzim-substrat (ES) roman constant i la concentració de substrat és molt superior a la de l'enzim.