¿Las enzimas son catalizadores?

La definición de una enzima es – es un biocatalizador.

Cualquier enzima, o bien acelera la velocidad de reacción o disminuye la velocidad de reacción, ingresa a la reacción, toma participación en ella y sale de ella sin ningún cambio, o tal como es.

La enzima es un catalizador, entra en una reacción, cambia su estructura, participa en la reacción con los diversos sustratos (los reactivos) y sale de la reacción, dando un producto, alterando la velocidad de reacción y llegando a su estado primitivo como entró en la reacción.

Sin embargo, hay varios factores que alteran la tasa de reacción. Algunos de ellos se discuten a continuación.

La actividad de una Enzima se ve afectada por sus condiciones ambientales . Cambiar estos altera la tasa de reacción causada por la enzima. En la naturaleza, los organismos ajustan las condiciones de sus enzimas para producir una tasa de reacción óptima , cuando sea ​​necesario , o pueden tener enzimas que están adaptadas para funcionar bien en las condiciones extremas donde viven.

Temperatura

• El aumento de la temperatura aumenta la energía cinética que poseen las moléculas . En un fluido , esto significa que hay más colisiones aleatorias entre moléculas por unidad de tiempo.
• Dado que las enzimas catalizan las reacciones al colisionar aleatoriamente con las moléculas del sustrato , el aumento de la temperatura aumenta la velocidad de reacción , formando más producto.
• Sin embargo, el aumento de la temperatura también aumenta la energía vibratoria que tienen las moléculas, específicamente en este caso las moléculas de enzimas , lo que ejerce presión sobre los enlaces que las mantienen unidas.
• A medida que la temperatura aumenta, más enlaces , especialmente los más débiles enlaces de hidrógeno e iónicos , se romperán como resultado de esta tensión. Romper los enlaces dentro de la enzima hará que el Sitio Activo cambie de forma .
• Este cambio en la forma significa que el Sitio Activo es menos Complementario a la forma del Sustrato , por lo que es menos probable que catalice la reacción. Eventualmente, la enzima se desnaturalizará y dejará de funcionar .
• A medida que aumente la temperatura , las formas de las “Formas activas” de las moléculas de las enzimas serán menos Complementarias a la forma de sus Sustratos , y se desnaturalizarán más enzimas. Esto disminuirá la tasa de reacción .
• En resumen, a medida que aumenta la temperatura , inicialmente la velocidad de reacción aumentará debido al aumento de la energía cinética . Sin embargo, el efecto de la ruptura de la unión será cada vez mayor , y la velocidad de reacción comenzará a disminuir .

• La temperatura a la que se produce la velocidad máxima de reacción se denomina temperatura óptima de la enzima. Esto es diferente para diferentes enzimas . La mayoría de las enzimas en el cuerpo humano tienen una temperatura óptima de alrededor de 37.0 ° C.

pH – Acidez y basicidad

• El pH mide la acidez y la basicidad de una solución. Es una medida de la concentración de iones de hidrógeno ( H + ) y, por lo tanto, un buen indicador de la concentración de ion hidróxido ( OH- ). Va desde pH1 a pH14 . Los valores más bajos de pH significan mayores concentraciones de H + y menores concentraciones de OH- .
• Las soluciones ácidas tienen valores de pH por debajo de 7 , y las soluciones básicas (los álcalis son bases) tienen valores de pH superiores a 7 . El agua desionizada es pH7 , que se denomina ‘ neutral ‘.
• Los iones H + y OH se cargan y por lo tanto interfieren con los enlaces de hidrógeno y iónicos que mantienen unida una enzima, ya que serán atraídos o repelidos por las cargas creadas por los enlaces. Esta interferencia provoca un cambio en la forma de la enzima y, lo que es más importante, su sitio activo .
• Diferentes enzimas tienen diferentes valores de pH óptimo . Este es el valor de pH al cual los enlaces dentro de ellos están influenciados por H + y OH-Ions de tal forma que la forma de su Sitio Activo es la más Complementaria a la forma de su Sustrato . En el pH óptimo, la velocidad de reacción es óptima.
• Cualquier cambio en el pH por encima o por debajo del óptimo provocará rápidamente una disminución en la velocidad de reacción, ya que más de las moléculas de enzima tendrán sitios activos cuyas formas no son (o al menos son menos) complementarias a la forma de su sustrato .

• Pequeños cambios en el pH por encima o por debajo del óptimo no causan un cambio permanente en la enzima, ya que los enlaces se pueden reformar . Sin embargo, los cambios extremos en el pH pueden hacer que las enzimas desnaturalicen y pierdan permanentemente su función.
• Las enzimas en diferentes lugares tienen diferentes valores de pH óptimo ya que sus condiciones ambientales pueden ser diferentes. Por ejemplo, la enzima Pepsin funciona mejor alrededor de pH 2 y se encuentra en el estómago, que contiene ácido clorhídrico (pH 2).

Concentración

• El cambio de las concentraciones de enzima y sustrato afecta la velocidad de reacción de una reacción catalizada por enzimas. Controlar estos factores en una célula es una forma en que un organismo regula su actividad enzimática y, por lo tanto, su Metabolismo .
• Cambiar la concentración de una sustancia solo afecta la velocidad de reacción si es el factor limitante : es decir, es el factor que detiene una reacción de preceder a una tasa mayor .
• Si es el factor limitante , aumentar la concentración aumentará la velocidad de reacción hasta un punto , después de lo cual cualquier aumento no afectará la velocidad de reacción. Esto se debe a que ya no será el factor limitante y otro factor limitará la velocidad máxima de reacción.
• A medida que avanza la reacción , la velocidad de reacción disminuirá , ya que el sustrato se agotará . La tasa de reacción más alta , conocida como velocidad de reacción inicial, es la velocidad máxima de reacción de una enzima en una situación experimental .

Concentración de sustrato

• El aumento de la concentración de sustrato aumenta la velocidad de reacción. Esto se debe a que más moléculas de sustrato colisionarán con las moléculas de la enzima , por lo que se formará más producto .
• Sin embargo, después de una cierta concentración , cualquier aumento no tendrá ningún efecto sobre la velocidad de reacción, ya que la concentración del sustrato ya no será el factor limitante . Las enzimas se saturarán efectivamente y funcionarán a su máxima velocidad posible .

Concentración enzimática

• El aumento de la concentración de enzimas aumentará la velocidad de reacción, ya que más enzimas colisionarán con las moléculas del sustrato .
• Sin embargo, esto también solo tendrá un efecto hasta cierta concentración , donde la Concentración de la Enzima ya no es el factor limitante .