Ejercicio resuelto de Enzimas · Biología · 2023

En relación con las moléculas biocatalizadoras:
A) Explique los conceptos de holoenzima, apoenzima, cofactor, coenzima y grupo prostético (1,25 puntos).
B) Defina vitamina (0,4 puntos). Indique de qué moléculas forman parte, o son precursoras, la mayoría de las vitaminas hidrosolubles y mencione un ejemplo (0,35 puntos).

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{conceptos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{holoenzima,}}\mathbf{\text{apoenzima,}}\mathbf{\text{cofactor,}}\mathbf{\text{coenzima}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{prost}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{(1,25}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Muchas enzimas no son activas por sí solas: necesitan un componente no proteico. Los cinco conceptos describen precisamente las piezas de esas enzimas y su relación:

$\text{T}\acute{\text{e}}\text{rmino}$	$\text{Qu}\acute{\text{e}}\text{ es}$
Holoenzima	La enzima completa y activa, formada por la parte proteica más el componente no proteico
Apoenzima	La fracción exclusivamente proteica de la holoenzima; por sí sola carece de actividad
Cofactor	El componente no proteico que la apoenzima necesita para ser activa
Coenzima	Cofactor de naturaleza orgánica y unión débil, que se separa de la enzima tras la reacción
Grupo prostético	Cofactor unido a la apoenzima de forma permanente, normalmente covalente

La relación entre ellos se resume en que la holoenzima es la suma de la apoenzima y el cofactor. El cofactor puede ser un ion metálico, como el $\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}$, el $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ o el $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$, o bien una molécula orgánica; y estas últimas se clasifican, según la fuerza con que se unan a la proteína, en coenzimas y grupos prostéticos.

La coenzima se une de manera transitoria: participa en la reacción, se modifica en ella y se libera para regenerarse en otra reacción distinta, de modo que actúa en realidad como un segundo sustrato que transporta electrones o grupos químicos de una enzima a otra. Son coenzimas el NAD, el FAD y el coenzima A.

El grupo prostético, en cambio, permanece unido a la apoenzima durante todo el ciclo catalítico y no se separa de ella. Es un grupo prostético el grupo hemo de la catalasa o de la hemoglobina.

$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{vitamina}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{puntos).}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{forman}}\mathbf{\text{parte,}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{precursoras,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{mayor}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{vitaminas}}\mathbf{\text{hidrosolubles}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{mencione}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{ejemplo}}\mathbf{\text{(0,35}}\mathbf{\text{puntos).}}$

Una vitamina es una biomolécula orgánica que el organismo necesita en cantidades muy pequeñas para funcionar correctamente y que no es capaz de sintetizar, o no en cantidad suficiente, de modo que ha de obtenerla de la dieta. No tiene función energética ni estructural, sino reguladora, y su carencia provoca enfermedades características llamadas avitaminosis. Se clasifican según su solubilidad en hidrosolubles, las del grupo B y la C, y liposolubles, las A, D, E y K.

La mayoría de las vitaminas hidrosolubles son precursoras de coenzimas o forman parte de ellas, y esa es precisamente la razón de que hagan falta en dosis tan pequeñas: al actuar como coenzimas se regeneran continuamente y no se consumen.

Un ejemplo es la vitamina $B_3$ o niacina, que es el precursor de los coenzimas $\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{+}$ y $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$, transportadores de electrones del catabolismo y del anabolismo. Serían igualmente válidas la vitamina $B_2$ o riboflavina, precursora del FAD y del FMN, o la vitamina $B_5$ o ácido pantoténico, que forma parte del coenzima A.