Enzimas de restricción

1. ENZIMAS.

1.1. CONCEPTO DE ENZIMA.
Las enzimas son proteínas con una función catalítica, es decir, proteínas que
Regulan las reacciones químicas en los seres vivos. Permiten que reacciones que nunca
Podrían producirse o que lo harían a velocidades muy
Bajas puedan tener lugar y a una velocidad
Suficiente, a las temperaturas habituales de los
Organismos. Esto es, actúan facilitando las
Transformaciones químicas; acelerando
Considerablemente las reacciones y disminuyendo la
Energía de activación que muchas reacciones
Requieren. Intervienen en estas reacciones en muy
Pequeñas concentraciones, ya que no se consumen ni
Se alteran durante la reacción y pueden, por lo tanto,
Actuar sucesivas veces.

1.2. MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA.
Las reacciones químicas (incluso las termodinámicamente posibles) no suceden
Espontáneamente si las moléculas reaccionantes carecen de la energía de activación
Suficiente. Las enzimas, como catalizadores que son, actúan disminuyendo la energía de
Activación. El mecanismo de actuación es el siguiente.
Las enzimas (E) se unen de manera específica al sustrato (S) (molécula sobre la que
Actúa) como una llave se encaja en la cerradura que le corresponde. Formándose así un
Complejo transitorio llamado “enzima-sustrato” (ES). La unión con el sustrato se realiza en
Una zona específica de la enzima, que recibe el nombre de centro activo.
(E) + (S) ▬► (ES) ▬► (P) + (E)
En un primer paso se forma unComplejo enzima-sustrato (ES).
1. Especificidad. Cada enzima cataliza un solo tipo de
Reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato o
Sobre un grupo muy reducido de ellos. Debido a esta
Especificidad de las enzimas existen en la célula miles
De enzimas diferentes. La especificidad de las enzimas
Ha llevado a comparar a éstas con llaves y a los
Substratos con cerraduras (modelo de la llave y la
Cerradura).
2. No forman nunca parte del producto o productos.
3. Debido a las circunstancias anteriores, no se consumen.
4. Son necesarios, por tanto, sólo en una pequeña cantidad.
El centro activo de una enzima es una zona de la proteína constituido por una serie
De aminoácidos. Éstos pueden estar muy alejados entre sí en la estructura primaria, pero
Cercanos, en cambio, en la terciaria.
De todo lo que acabamos de exponer se desprende que la desnaturalización de la
Enzima produce su in activación. Pierde su forma, no existe centro activo, o mejor dicho,
Está desperdigado, y no existe así la posibilidad de formación del complejo enzima sustrato.

1.3. ALOSTERISMO
Existen diversas moléculas,
Denominadas ligándoos o efectores,
Capaces de unirse específicamente a la
Enzima provocando en ella un cambio
Conformación al. Este cambio origina la
Transformación entre la forma
Inactiva de la enzima y la forma
Funcionalmente activa de la misma, o
Viceversa. Ambas conformaciones de
La enzima es diferente y estable.
Estos ligándoos se unen a la enzima en
Los denominados centros reguladores, que son diferentes al centro activo.

Existen ligándoos activadores e inhibidores: en general, los sustratos de las enzimas
Suelen comportarse como ligándoos activadores, de forma que la unión de una molécula de
Sustrato a la enzima favorece la unión de más moléculas de sustratos; los productos de la
Reacción, sin embargo, suelen comportarse como ligándoos inhibidores, inhibiendo la unión
De moléculas de sustrato a la enzima y, por tanto, impidiendo la reacción enzimática. Estas
Enzimas que son reguladas por el sustrato y el producto de la reacción de denominan
Enzimas alostéricas. El alosterismo supone un importante mecanismo de regulación de la
Reacción enzimática.

1.4 CINÉTICA DE LA REACCIÓN ENZIMÁTICA
En las reacciones enzimáticas existe un límite en
Cuanto a la cantidad de sustrato que la enzima es capaz de
Transformar en el tiempo. La velocidad de la reacción
Aumenta de forma lineal hasta alcanzar un máximo en el que
Se produce la saturación de la enzima. En ese momento la
Velocidad solo dependerá de la rapidez con la que esta sea
Capaz de procesar el sustrato.

1.5. COFACTORES ENZIMATICOS
Algunas enzimas no son proteínas exclusivamente, sino que están asociadas con otro
Tipo de moléculas que tienen naturaleza no proteica y de las cuales depende su actividad.
Estas asociaciones o enzimas conjugadas se denominan Holoenzimas; las moléculas con las
Que se asocian, cofactores, y la proteína de la enzima, Apo enzima.
holoenzima = cofactor + Apo enzima
Los cofactores tienen diversa naturaleza, y pueden ser:
▪ Cationes metálicos, como Zn2+, Ca2+, Fe2+ o Mg2+, que se unen al Apo enzima o
Regulan su activación.
▪ Moléculas orgánicas. Cuando se unen fuertemente a la Apo enzima se denomina
Grupo prostético. Se denominan coenzimas cuando se unen débilmente a la Apo enzima
(NAD+, FAD+, NADP+, etc.). Aquí se puede señalar, que muchas vitaminas funcionan como Coenzimas.

1.6 CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS.
Se nombran con el nombre del sustrato sobre el que actúan o bien la acción que
realizan, acabado en “asa”.
▪Hidrolasas: Realizan hidrólisis en presencia de agua
▪Liasas Catalizan la liberación de grupos funcionales diversos
▪Transferasas Transferencia de grupos funcionales o radicales de una
molécula a otra
▪Isomerasas Transforma una molécula en sus isomero.
▪Oxidorreductasa Catalizan reacciones de oxido-reducción: por medio del
hidrógeno, oxígeno o con el transporte de electrones
▪Sintetasas cataliza la síntesis de moléculas con hidrólisis de ATP