¿Qué son las Enzimas?

Las enzimas son catalizadores proteicos que incrementan o reducen la velocidad de las reacciones químicas, conservándose intactas al final de estas. En nuestras células, miles de reacciones químicas se realizan constantemente y solo ocurren en presencia de enzimas. Estas influyen en la velocidad y el sentido de cada reacción. Una misma sustancia puede transformarse en diferentes productos, dependiendo de la enzima que actúe sobre ella.

Desde el punto de vista químico, las enzimas son proteínas globulares, algunas con estructura cuaternaria. Para cumplir su función, requieren conservar su estructura nativa, en la que se destaca una región formada por un número reducido de residuos aminoacídicos que poseen afinidad por los compuestos que intervienen en la reacción.

Importancia de las Enzimas en la Vida Celular y la Medicina

La vida y el crecimiento celular requieren la síntesis continua de macromoléculas, acoplada a procesos proveedores de energía. El acoplamiento controlado de las reacciones químicas, mediado por la acción de las enzimas, es una propiedad única de las células vivas. Entre las miles de sustancias presentes en una célula, las enzimas constituyen la parte más importante de las proteínas celulares. Esencialmente, todas las reacciones bioquímicas son catalizadas por enzimas.

Su importancia radica en que:

• Permiten que las reacciones metabólicas ocurran a gran velocidad en condiciones compatibles con la vida.
• La actividad secuencial de muchas enzimas permite que las moléculas se degraden (catabolismo) o se formen moléculas (anabolismo) de mayor tamaño a partir de moléculas sencillas.
• Su utilidad en medicina es cada vez más importante. Las enzimas tienen múltiples implicaciones en el origen, diagnóstico, tratamiento y prevención de patologías. Muchas de estas patologías se deben a la carencia o anormalidad en la síntesis de una determinada enzima, por ejemplo: galactosemia, fenilcetonuria, albinismo.
• El diagnóstico de muchas patologías se realiza con bastante precisión determinando la actividad de ciertas enzimas o isoenzimas, que son indicadores de la destrucción tisular de órganos específicos.

Localización Celular de las Enzimas

Muchas enzimas están localizadas en orgánulos específicos dentro de la célula. Esta distribución en compartimentos sirve para aislar el sustrato o el producto de la reacción de otras reacciones competitivas. Esto ofrece un ambiente favorable para la reacción y organiza las miles de enzimas que se encuentran dentro de la célula para que efectúen sus funciones inherentes.

Por ejemplo, en las células hepáticas, las enzimas de la glucólisis están localizadas en el citoplasma, mientras que las enzimas del ciclo de Krebs se encuentran en las mitocondrias.

Nomenclatura y Clasificación de las Enzimas

En un principio, las enzimas se designaron con nombres triviales según su sitio anatómico de procedencia, como la ptialina, la pepsina o la tripsina pancreática. Posteriormente, se les denominó añadiendo el sufijo “-asa” al nombre del sustrato sobre el que actuaban. Por ejemplo, la amilasa hidroliza el almidón; las lipasas, las grasas o lípidos; y las proteasas, las proteínas.

La Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (IUBMB) desarrolló un sistema de nomenclatura que agrupa a las enzimas en seis clases principales, dependiendo de las reacciones químicas que catalizan, y en subclases según la reacción particular o específica de cada enzima. Las clases o grupos principales son los siguientes:

1. Oxidorreductasas

   Catalizan la transferencia de electrones de una molécula a otra.

2. Transferasas

   Catalizan la transferencia de un grupo de átomos de una molécula a otra. Por ejemplo, las aminotransferasas (transaminasas) transfieren grupos amino de un aminoácido a un cetoácido aceptor, dando lugar a la formación de un nuevo aminoácido y un nuevo cetoácido.

3. Hidrolasas

   Catalizan la hidrólisis de una molécula completa en sus dos componentes. La rotura del enlace peptídico es un buen ejemplo de esta reacción llevada a cabo por peptidasas.

4. Liasas

   Catalizan la unión de dos moléculas, por adición en el sitio donde existe un doble enlace en una de ellas. A este grupo pertenecen las descarboxilasas.

5. Isomerasas

   Catalizan el rearreglo interno de los átomos componentes de una sola molécula. Incluye a todas las enzimas que catalizan la interconversión de todo tipo de isómeros: ópticos, geométricos, de posición. A este grupo pertenecen, por ejemplo, las epimerasas.

6. Ligasas

   Catalizan el enlace de dos moléculas, a expensas de la ruptura de una tercera molécula, como un enlace de fosfato de alta energía del ATP. Como ejemplos, están la piruvato carboxilasa y la acetil-CoA sintetasa.