Modelo enzimático de ajuste inducido: definición y teoría

¿Por qué son importantes las enzimas?

Las enzimas se encuentran en casi todas partes de su cuerpo y hacen de todo, desde copiar su ADN hasta digerir su comida. Son esenciales para casi todos los procesos de su vida. Puede comprender mejor la importancia de las enzimas cuando reconoce los efectos de NO tener una enzima en particular: una proteína enzimática faltante o que funciona mal caracteriza muchas enfermedades y trastornos, como el albinismo, el síndrome de Hunter y la enfermedad de Tay-Sachs.

Las enzimas catalizan o aceleran las reacciones bioquímicas necesarias para la vida. Lo hacen reduciendo la energía de activación, la energía requerida para que comience la reacción química, de todas las reacciones necesarias en sus células. Esto es similar a cambiar una pared alta en una cerca baja. Se requiere mucha más energía para escalar una pared que para saltar una cerca. Si todas las paredes frente a ti se convierten en vallas, superarás tu carrera de obstáculos en un tiempo mucho más corto, por así decirlo. Básicamente, todo avanza mucho más rápido. De hecho, sin enzimas, las reacciones químicas esenciales no serían lo suficientemente rápidas para mantener la vida.

Las enzimas reducen las energías de activación de las reacciones químicas.

Considere este ejemplo. Cuando comes una barra de chocolate, tu cuerpo se pone a trabajar inmediatamente para descomponer el azúcar en agua, dióxido de carbono y energía. En algunos casos, puede sentir los efectos en segundos. Sin embargo, el azúcar puede permanecer en la despensa de la cocina durante años y permanecer sin cambios. Una serie de enzimas inicia la descomposición de ese azúcar, ya que no hay forma de que podamos esperar años para que el azúcar se degrade por sí solo.

¿Cómo actúan las enzimas?

La molécula (o moléculas) con las que se unen las enzimas se denomina sustrato . El sustrato se une a una pequeña sección de la enzima denominada sitio activo . La molécula (o moléculas) producidas al final de la reacción se denomina producto . Una vez que se completa la reacción, la enzima libera el producto y está lista para unirse con otro sustrato.

El sustrato se une al sitio activo de la enzima para iniciar la reacción. Una vez que se completa la reacción, la enzima libera el producto y está lista para unirse con otro sustrato.

Las enzimas son extremadamente particulares y cada enzima solo se une a un sustrato particular. Entonces, ¿cómo sabe la enzima si la molécula junto a ella es la que quiere? Daniel Koshland ofreció una solución a este rompecabezas en 1958.

El modelo de ajuste inducido

El modelo de ajuste inducido es en realidad una rama de una teoría anterior propuesta por Emil Fischer en 1894, el modelo de candado y llave . El modelo de candado y llave establece que el sustrato actúa como una “llave” para el “candado” del sitio activo. El sitio activo y el sustrato son coincidencias exactas entre sí, similares a las piezas de un rompecabezas que encajan. En este modelo, solo un sustrato es la combinación precisa para la enzima. Una vez que la enzima encuentra su contraparte exacta, puede comenzar la reacción química.

El modelo de cerradura y llave.

El modelo de ajuste inducido generalmente se considera la versión más correcta. Esta teoría sostiene que el sitio activo y el sustrato, inicialmente, no son parejas perfectas entre sí. Más bien, el sustrato induce un cambio de forma en la enzima. Esto es similar a colocar la mano en un guante. Introducir el primer dedo puede ser difícil, pero una vez que completa este paso inicial, el guante se desliza fácilmente (léase, ‘con mucha menos energía’) porque ahora está correctamente alineado para su mano.

El modelo de ajuste inducido.

En este modelo, el cambio de forma se considera el comienzo de la catálisis (en lugar de la reacción que ocurre después de que se ha completado la unión, como en el modelo de cerradura y llave). Durante el cambio de forma, las moléculas y átomos más reactivos se acercan entre sí, lo que fomenta la reacción más rápida posible. Además, este modelo explica por qué algunas moléculas pueden unirse a la enzima pero no pueden producir una reacción. Si la enzima se distorsiona demasiado en el proceso, o si el sustrato de unión no tiene el tamaño correcto, la reacción no puede ocurrir. Solo el sustrato adecuado puede inducir el cambio exacto que inicia la reacción.

Resumen de la lección

Revisemos. Las enzimas actúan reduciendo la energía de activación de las reacciones bioquímicas en su cuerpo. Sin ellos, las reacciones no se producirían con la rapidez suficiente para mantener la vida. Sin embargo, cada enzima solo actúa sobre un sustrato particular. El modelo de ajuste inducido, propuesto por Daniel Koshland en 1958, intenta explicar cómo se logra esto. Su teoría afirma que cuando el sitio activo de las enzimas entra en contacto con el sustrato adecuado, la enzima se amolda a la forma de la molécula. Esto permite que los átomos necesarios en la enzima y el sustrato entren en contacto entre sí para que pueda comenzar la reacción química. Solo el sustrato correcto puede inducir el cambio necesario para iniciar una reacción. Una vez que se completa la reacción, la enzima libera el producto y está lista para unirse con otro sustrato.

Términos clave

Enzimas : sustancias biológicas que aceleran las reacciones bioquímicas necesarias para la vida.

Sustrato : la molécula o moléculas a las que se unen las enzimas.

Sitio activo : una pequeña sección de la enzima a la que se une el sustrato.

Producto : la molécula o moléculas producidas al final de una reacción enzimática.

Modelo de ajuste inducido : una derivación del modelo anterior de candado y llave; afirma que el sustrato induce un cambio de forma en la enzima

Modelo de cerradura y llave : teoría propuesta por Emil Fischer en 1894; establece que el sustrato actúa como una ‘llave’ para la ‘cerradura’ del sitio activo

Los resultados del aprendizaje

Después de completarla, vea si esta lección le ayudó a prepararse para:

• Describir la importancia de las enzimas en nuestros sistemas corporales.
• Expresar comprensión de la relación entre enzimas y sustratos.
• Interpretar el modelo de ajuste inducido