Ejercicio resuelto de Enzimas · Biología · Islas Canarias · 2023

Las preparaciones de enzimas son un tipo de aditivos que se utilizan como alternativas a las técnicas químicas. La industria alimentaria ha sabido sacar un gran partido a las enzimas para optimizar sus procesos y desarrollar nuevos productos alimenticios. El gráfico muestra la energía de activación en una reacción catalizada o no por una enzima.



a) ¿A qué tipo de reacción corresponderá cada una de las curvas (continua y discontinua)?
b) Indica a qué se refiere la diferencia de energía marcada como 1, 2 y 3.
c) ¿Cuál es la naturaleza de la enzima?

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿A}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{corresponder}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{curvas}}\mathbf{\text{(continua}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{discontinua)?}}$

La curva continua, con el pico más alto, corresponde a la reacción sin catalizar. La curva discontinua, cuyo pico es notablemente más bajo, corresponde a la misma reacción catalizada por la enzima.

Obsérvese que las dos curvas parten del mismo nivel de reactivos y llegan al mismo nivel de productos: la enzima no cambia el balance energético de la reacción, solo el camino por el que se llega de uno a otro.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Indica}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{refiere}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{marcada}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{1,}}\mathbf{\text{2}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{3.}}$

La diferencia 1 es la variación de energía libre de la reacción, esto es, la diferencia entre la energía de los productos y la de los reactivos. Como los productos quedan por debajo, se libera energía y la reacción es exergónica y espontánea desde el punto de vista termodinámico. Este valor es idéntico en las dos curvas.

La diferencia 2 es la energía de activación de la reacción sin catalizar: la energía que hay que suministrar a los reactivos para alcanzar el estado de transición.

La diferencia 3 es la energía de activación de la reacción catalizada por la enzima. Es mucho menor, y en esa rebaja consiste toda la acción de un biocatalizador: al disminuir la barrera, la proporción de moléculas capaces de superarla en cada instante crece enormemente y la reacción se acelera en varios órdenes de magnitud, sin que la enzima se consuma ni desplace el equilibrio.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{naturaleza}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{enzima?}}$

Proteica. Su actividad depende de la conformación tridimensional del centro activo, y por eso se pierde cuando la proteína se desnaturaliza. La única excepción son las ribozimas, moléculas de ARN con capacidad catalítica.