Enzima: inhibidor irreversible o reversible, activador

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Además de la temperatura y el pH, otras sustancias en la solución también pueden afectar la actividad enzimática. Las sustancias que disminuyen la actividad enzimática se llaman inhibidores, mientras que las sustancias que aumentan la actividad enzimática se llaman activadores.

Inhibidores Irreversibles

Si un inhibidor forma un enlace covalente con la enzima que es difícil de romper, la reacción es irreversible. Por ejemplo, los iones de metales pesados y el cianuro pueden cambiar permanentemente la estructura de la proteína. Los inhibidores irreversibles no pueden ser eliminados por medios físicos, pero en algunos casos, la actividad enzimática puede ser restaurada mediante métodos químicos. Los pesticidas organofosforados son venenosos porque pueden unirse de manera covalente a la acetilcolinesterasa (AChE). Antídotos como el pralidoxima pueden desplazarlos de la enzima.

Inhibidores Reversibles

Si los enlaces químicos entre el inhibidor y la enzima son débiles, como los enlaces de hidrógeno o iónicos, la inhibición es temporal. Pueden recuperar fácilmente su actividad mediante la ruptura espontánea de los enlaces, diálisis o ultrafiltración.

Los inhibidores competitivos son un tipo común de inhibidor reversible. Su estructura es similar a la del sustrato, por lo que compiten con el sustrato por el sitio activo de la enzima. A medida que el inhibidor ocupa continuamente el sitio activo para formar un complejo reversible, la probabilidad de que el sustrato se una a la enzima disminuye, reduciendo así la velocidad de la reacción bioquímica. Mientras haya mucho más sustrato que inhibidor competitivo, es menos probable que el sitio activo sea ocupado por el inhibidor, y el sustrato puede ser catalizado por la enzima como de costumbre.

Los inhibidores no competitivos son diferentes al sustrato y no ocupan el sitio activo. En cambio, se unen a sitios alostéricos para cambiar ligeramente la forma de la enzima, haciendo que el sitio activo sea inadecuado para la unión del sustrato. A medida que su concentración disminuye, se disocian de la enzima para liberar la inhibición de manera espontánea. Esta unión reversible actúa como un interruptor que controla la velocidad de reacción. Un ejemplo importante es la retroalimentación negativa en las reacciones bioquímicas. Cuando hay un exceso de productos, la actividad enzimática se inhibe para regular el equilibrio metabólico. La tasa de glucólisis puede ser regulada por la concentración de ATP. Cuando los niveles de ATP aumentan, la estructura de la fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) cambia para disminuir la glucólisis. Cuando los niveles de ATP disminuyen, la inhibición se elimina de manera espontánea, acelerando la glucólisis.

Activadores

Los activadores enzimáticos son moléculas o iones que mejoran la actividad de las enzimas. Pueden aumentar la velocidad de las reacciones enzimáticas facilitando la unión de los sustratos a la enzima. Iones metálicos: Ciertos iones metálicos pueden actuar como activadores enzimáticos. Por ejemplo, los iones de magnesio (Mg²⁺) son frecuentemente necesarios para la actividad de muchas enzimas involucradas en reacciones dependientes de ATP. Los iones de zinc (Zn²⁺) también se sabe que activan ciertas enzimas como la anhidrasa carbónica. El ion cloruro (Cl⁻) es un activador de la amilasa salival. Escisión proteolítica: En algunos casos, las enzimas son sintetizadas como moléculas precursoras inactivas llamadas proenzimas. La activación de estas enzimas ocurre mediante la escisión proteolítica, es decir, se cortan ciertos enlaces peptídicos para generar la forma activa de la enzima. Este mecanismo se observa comúnmente en enzimas digestivas como la tripsina y la pepsina.

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