Factores determinantes de las reacciones catalizadas por enzimas

Las enzimas son biocatalizadores específicos que aumentan la velocidad de las reacciones químicas sin consumirse en el proceso. El estudio de la cinética enzimática permite entender cómo diversas condiciones fisicoquímicas afectan la eficiencia de las enzimas.

Los principales factores que determinan el curso de estas reacciones:

1.       Concentración del sustrato

A medida que aumenta la concentración del sustrato, la velocidad de reacción también aumenta, hasta que la enzima se satura.

La constante de Michaelis-Menten (Km): Refleja la afinidad de la enzima por el sustrato; un Km bajo indica alta afinidad.

2.      Concentración de la enzima

Al aumentar la cantidad de enzima (manteniendo constante el sustrato), aumenta proporcionalmente la velocidad de la reacción, ya que hay más sitios activos disponibles.

3.       Temperatura

Cada enzima tiene una temperatura óptima, generalmente entre 35 °C y 40 °C en organismos humanos.

    * A temperaturas bajas, la actividad disminuye por la baja energía cinética.

     * A temperaturas altas, puede ocurrir la desnaturalización de la proteína enzimática, perdiendo su actividad.

4.      PH

Las enzimas también tienen un pH óptimo, que depende del medio donde actúan (por ejemplo, pH ácido en pepsina del estómago, pH neutro en amilasa salival).

Valores de pH muy alejados del óptimo alteran la estructura de la enzima y su sitio activo, afectando la catálisis.

5.      Presencia de inhibidores

• Inhibidores competitivos: Compiten con el sustrato por el sitio activo; su efecto puede revertirse aumentando el sustrato.
• Inhibidores no competitivos: Se unen a otro sitio de la enzima y modifican su forma, reduciendo la Vmax. 
• Inhibidores irreversibles: Inactivan permanentemente la enzima al modificarla covalentemente.

6.      Cofactores y coenzimas

Algunas enzimas requieren moléculas auxiliares como iones metálicos (cofactores) o moléculas orgánicas para funcionar correctamente. Su ausencia puede impedir la catálisis.

Imagen recuperada de: https://mundoagro.io/cl/complejidad-e-importancia-de-las-enzimas-en-la-evaluacion-de-la-calidad-de-los-suelos/

REFERENCIAS:

Caamiña, M. P. V., Anaya, P. B., & De Bustamante, J. D. (2021b). ¿Por qué paran las reacciones? Diseñar experimentos para indagar la interacción enzima-sustrato. Educación Química, 32(2), 74. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2021.2.75875

Nelson, D. L., Cox, M. M. (2021). Lehninger Principles of Biochemistry (8th ed.). W. H. Freeman and Company.

Murray, R. K., Bender, D. A., Botham, K. M., Kennelly, P. J., Rodwell, V. W., & Weil, P. A. (2022). Harper: Bioquímica ilustrada (32.ª ed.). McGraw-Hill.