Para aclarar: “cerradura y llave” no es un tipo de enzima. Es una forma de describir cómo las enzimas se unen a sus sustratos.
La enzima es el “bloqueo” y el sustrato es la “clave” que encaja en la cerradura. Al igual que cada cerradura solo puede acomodar una llave con una forma específica, una enzima solo puede unir adecuadamente una molécula de sustrato de la forma correcta. Esto es lo que queremos decir cuando decimos que una enzima es “específica” para cierto sustrato.
Pero la idea clave y de bloqueo es fundamentalmente una manera pobre de pensar acerca de las enzimas. Las enzimas son proteínas y las proteínas son flexibles. Pero un candado y una llave son duros y están hechos de metal; ninguno se dobla o flexiona cuando la llave se inserta en la cerradura. Pero cuando un sustrato ingresa al sitio activo de una enzima, tanto el sustrato como la enzima cambian de forma. Esto se llama el “modelo de ajuste inducido”. Esta flexibilidad es extremadamente importante. Como sabes, las enzimas aceleran las reacciones químicas. Pero, ¿cómo lo hacen realmente? La verdad es que las enzimas están optimizadas para unir no el sustrato , sino el estado de transición de la reacción.
Considere esta reacción imaginaria: A → B → C. Digamos que tenemos una enzima que convierte la molécula A en la molécula C. Para que se produzca esa reacción química, A debe primero convertirse en B, luego puede convertirse en C. Pero A necesita una gran cantidad de energía para cambiar a B, por lo que no puede llegar por sí mismo. Ahí es donde entra la enzima. La enzima se une a A, cambia de forma y ahora su sitio activo se adapta mejor a la forma de B. Ahora la molécula A tiene un lugar (dentro del sitio activo) donde puede cambiar más fácilmente a B porque la enzima lo estabilizará cuando se convierta en B. Convertirse en B es la parte difícil. Una vez que el sustrato alcanza el estado de transición, todavía puede regresar a la forma A otra vez, pero también puede transformarse en C (el producto). Una vez que es C, ya no encaja tan bien en el sitio activo, y la enzima lo libera.
Si el sustrato y la enzima fueran sólidos y rígidos como un candado y una llave, podría imaginarse una unión al sitio activo, y luego … ¡nada! A no tendría motivación para convertirse en B, porque la enzima no ofrecería ninguna fuerza estabilizadora para ayudar a A a su estado de transición. Y si la enzima siempre tenía un sitio activo en forma de B, A nunca se uniría a ella en primer lugar.
Para ayudarlo a recordar el modelo de ajuste inducido, aquí hay una analogía que nos dio nuestro profesor de biología de la universidad. Cuando te pones un par de jeans ajustados, tú (el sustrato) tienes que menearse, tirar y, a veces, saltar para entrar en los jeans (sitio activo de la enzima). Tanto usted como los jeans cambian de forma en el proceso. Si trataste de hacer eso con jeans hechos de metal o madera, no funcionaría muy bien.
