Enzims: Funció, Classificació i Cinètica Enzimàtica

Química4,39 KB

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:

  1. Oxidoreductases: Reaccions Redox

    Catalitzen reaccions d'oxidoreducció (transferència d'electrons).

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. Isomerases: Conversió d'Isòmers

    Catalitzen reaccions d'isomerització, convertint una molècula en un dels seus isòmers (per exemple, de forma D a L).

  6. 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.

Paràmetres Clau de la Cinètica Enzimàtica

Vmax: Velocitat Màxima de Reacció

La taxa màxima teòrica de reacció que s’obté en unes condicions determinades, quan l'enzim està saturat de substrat.

Ks: Constant de Dissociació del Complex ES

Constant de dissociació del complex enzim-substrat (ES) derivada de les constants de velocitat. Serveix per conèixer l’afinitat de l’enzim amb el substrat: un valor de Ks més alt indica una menor afinitat.

Km: Constant de Michaelis (Afinitat Enzim-Substrat)

La concentració de substrat que es requereix per aconseguir la meitat de la velocitat màxima (Vmax/2). Un valor de Km baix indica una alta afinitat de l'enzim pel seu substrat.

Kcat: Constant Catalítica (Turnover Number)

La constant de velocitat de l'etapa limitant de la transformació del substrat en producte i l'alliberament de l'enzim lliure i el producte. Representa el nombre de molècules de substrat convertides en producte per unitat de temps per una molècula d'enzim saturada.

Zimogen: Precursor Enzimàtic Inactiu

Un precursor enzimàtic inactiu que s'activa mitjançant l'escissió d'un fragment de la seva estructura proteica.

Descarregar

PDF Word HTML