Relaciones entre la enzima y el sustrato.

Por Cruz-Villegas, Geovanna

A cual de los grupos de la clasificación pertenecen la enzimas no tiene importancia, ya que todas éstas se relacionan, de una forma transitoria con sus sustratos. Las enzimas y sus sustratos deben influirse mutuamente, por lo menos, en tres puntos para que se realice y complete la reacción. Esta interacción es específica y se realiza en un punto de la estructura proteica que se denomina el sitio activo o sitio catalítico de la enzima. (1)

A lo largo de la historia se tuvieron varios pensamientos y teorías acerca de la interacción entre el sitio catalítico de la enzima y el sustrato.

Uno de ellos, El modelo de la Llave y la Cerradura, fue propuesto por el bioquímico de nacionalidad alemán E.Fisher, en 1884. A pesar de que éste modelo explica la especificidad, no lograba explicar la catálisis en si misma. Éste sugiere una interacción relativamente rígida entre los componentes, después de ella se origina el producto y la enzima permanece y sigue sin cambios ni transformaciones estructurales ni funcionales. (1)

Después de un tiempo, partiendo de estudios de cristalografía de rayos X, se logró resolver que ésta interacción Enzima-Sustrato no es tan rígida como se creía inicialmente. D.Koschland, en 1958, propuso El Modelo del Ajuste Inducido, el cual decía que la enzima y el sustrato al influirse mutuamente, la primera pasa por un cambio en su conformación que permite una relación mas estrecha entre ambos y, de esta manera se favorece energéticamente la formación del estado de transición de la reacción. (1)

Este último modelo, el de El Ajuste Inducido, es el más reconocido, bien visto y aceptado en estos tiempos, cambió todo pensamiento sobre la interacción de la enzima y el sustrato, este menciona que al darse la unión, los sustratos modifican su estructura y de igual manera llevan a la enzima a hacerlo; pero solo los que logren la relación mutua E-Z en los tres puntos necesarios ayudaran a la reacción y se originaran productos. (1)

 Debemos recordar que al final de este proceso la enzima sigue siendo la misma, en el proceso sufre cambios en su conformación, pero, al final de este recupera su estructura original.

   

Existen tres tipos de reacciones enzimáticas: 

• I. Enzima soluble – Sustrato insoluble.

• II . Enzima insoluble – Sustrato soluble.

• III. Enzima soluble – Sustrato soluble. (2)

Aquí podemos observar el modelo de la Llave-Cerradura.

En este caso tenemos la enzima, su sitio activo y el sustrato que viene a unirse a ella, el sustrato se ajusta con perfección al centro activo de la enzima como cuando vamos a abrir la puerta de nuestra casa con la llave correcta, calza perfectamente con la cerradura, se da la interacción en los tres puntos requeridos y da como resultado los productos (el sustrato en este caso viene siendo la llave y la enzima o centro activo seria la cerradura).

Imagen 1

De igual manera, acá se puede observar el modelo Ajuste Inducido.

En este caso el sustrato NO encaja a la perfección en el sitio activo de la enzima, el último es más extenso que el sustrato, pero el centro activo cambia su forma espacial para dar la oportunidad a que éste se una óptimamente para conseguir la reacción y seguir con la catálisis, es decir la enzima se ajusta al sustrato para que se dé la reacción. En este modelo no se tiene la misma especificidad como en el modelo anterior, por lo cual la enzima podría reaccionar con sustratos de estructura parecida. 

Imagen 2

Imagen 3

Recordemos que la interacción Enzima-Sustrato también encierra y consta de varios componentes, como lo son la concentración del sustrato, la velocidad de reacción por este, afinidad del sustrato con la enzima, para dar como resultado la formación de productos. (3)

A continuación se podrá ver un video que representa la unión de la enzima con el sustrato.

Referencias:

(2) Anonimo. Sin fecha. Reacciones enzimáticas. En línea, feha de consulta: 5/abril/2011. Diponible en: http://www.slideshare.net/renomberto/reacciones-enzimaticas-presentation

(3) monografías.com. Sin fecha. La enzimología. En línea, fecha consultada: 5/abril/2011. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos5/enzimo/enzimo.shtml#ENZI

(4) Imagen 1, 2 y 3: disponibles en google, fecha de consulta 6 de abril 2011.

(5) Video: disponible http://www.youtube.com/watch?v=s4jEZ9Os6QM. Fecha de consulta 6 de abril 2011.

Bibliografia:

 (1) Raymond E.Kirk, 1962. Enciclopedia Tecnologia química, Cristalales enzimas-inustriales. Editorial H-A tomo 6. Pagina 987.