Ejercicio resuelto de Enzimas · Biología · Islas Canarias · 2021

La ingeniería genética ha sido posible, entre otros avances, gracias al descubrimiento y utilización de enzimas de restricción.

a) ¿Cuál es la principal naturaleza química de un enzima?
b) Para realizar la actividad, algunas enzimas requieren de una coenzima o un cofactor. ¿Cuál es la diferencia entre estos componentes?
c) Desde el punto de vista de la reacción química, ¿cuál es la diferencia entre una enzima y un sustrato?
d) Cita dos factores físico-químico que pueden influir notablemente en la actividad enzimática.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{principal}}\mathbf{\text{naturaleza}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{enzima?}}$

Proteica. De su estructura terciaria depende la geometría del centro activo y, con ella, su especificidad; por eso pierde la actividad al desnaturalizarse. La única excepción son las ribozimas, moléculas de ARN con capacidad catalítica.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Para}}\mathbf{\text{realizar}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{actividad,}}\mathbf{\text{algunas}}\mathbf{\text{enzimas}}\mathbf{\text{requieren}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{coenzima}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{cofactor.}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{estos}}\mathbf{\text{componentes?}}$

El término cofactor es el más amplio: designa cualquier componente no proteico que la enzima necesita para ser activa, ya sea un ion metálico, como el hierro, el cinc o el magnesio, ya una molécula orgánica.

La coenzima es un tipo concreto de cofactor: una molécula orgánica no proteica, con frecuencia derivada de una vitamina, que se une a la apoenzima de forma débil y transitoria y participa en la reacción transportando electrones o grupos químicos. Si esa fracción orgánica queda unida de manera fuerte y permanente se habla de grupo prostético.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Desde}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{punto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{vista}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica,}}\mathbf{\text{¿cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{enzima}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{sustrato?}}$

El sustrato es la molécula que se transforma: entra en la reacción y sale convertida en un producto distinto, de modo que se consume.

La enzima es el catalizador que dirige esa transformación: se une al sustrato, rebaja la energía de activación de la reacción y se recupera intacta al terminar, sin consumirse ni alterarse. Por eso una cantidad ínfima de enzima basta para transformar cantidades enormes de sustrato, y por eso tampoco modifica el equilibrio de la reacción, solo la velocidad con que se alcanza.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Cita}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{factores}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sico-qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mico}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{influir}}\mathbf{\text{notablemente}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{actividad}}\mathbf{\text{enzim}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tica.}}$

La temperatura, que aumenta la velocidad hasta un valor óptimo y por encima de él desnaturaliza la enzima y anula su actividad, y el $pH$, que altera la ionización de los aminoácidos del centro activo y solo permite la actividad máxima en un intervalo estrecho.