Ejercicio resuelto de Enzimas · Biología · Andalucía · 2021

Si el pH óptimo de una enzima es igual a 7,3, razone las respuestas a las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué ocurrirá con la actividad enzimática a pH 3,0 y a pH 9,9? [0,5 puntos]

b) Si la temperatura óptima es de 36 °C, ¿qué ocurrirá a 80 °C? [0,5 puntos]

$\textbf{a) ¿Qué ocurrirá con la actividad enzimática a pH 3,0 y a pH 9,9? [0,5 puntos]}$

En ambos casos la actividad enzimática disminuirá drásticamente, porque los dos valores están muy alejados del pH óptimo de $7{,}3$, uno por debajo y otro por encima.

La razón es que el pH determina el estado de ionización de los grupos ácidos y básicos de los aminoácidos. Un cambio grande altera las cargas de los residuos del centro activo, que dejan de reconocer y fijar el sustrato, y altera también las cargas de los residuos responsables de mantener el plegamiento de la proteína, con lo que la estructura terciaria se deshace. Con desviaciones tan grandes como estas la enzima se desnaturaliza y pierde por completo su actividad, y la desnaturalización suele ser irreversible.

$\textbf{b) Si la temperatura óptima es de 36 °C, ¿qué ocurrirá a 80 °C? [0,5 puntos]}$

A $80\ ^{\circ}\text{C}$ la enzima quedará desnaturalizada y su actividad será nula.

Conviene precisar por qué, porque el efecto de la temperatura tiene dos tramos opuestos. Al principio, subir la temperatura aumenta la velocidad de la reacción, ya que crece la energía cinética y con ella la frecuencia de los choques entre la enzima y el sustrato; ese aumento llega hasta la temperatura óptima, aquí $36\ ^{\circ}\text{C}$. Por encima de ella predomina el efecto contrario: la agitación térmica rompe los puentes de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas que sostienen las estructuras terciaria y secundaria, la cadena se despliega, el centro activo desaparece y la actividad se desploma.

A más del doble de la temperatura óptima ese proceso está completo y es irreversible, de modo que la enzima ya no recuperará su función aunque se enfríe de nuevo.