Biología

Química. Glúcidos. Proteínas. Holósidos. Lípidos. Prótidos. Péptidos. Enzimas

  • Enviado por: Peter Parker
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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GLÚCIDOS

Los glúcidos reciben también el nombre de hidratos de carbono o azúcares. Son principios inmediatos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son muy importantes ya que por si solos son capaces de suministrar toda la energía que necesitamos los seres vivos para poder llevar a cabo las funciones vitales. Responden a la fórmula general: CnH nOn (CH O)n Donde n va desde 3 hasta un número altísimo. El nombre e hidratos de carbono se debe a que en ellos el hidrógeno y el oxígeno se encuentran siempre en la misma proporción que en el agua. Los glúcidos se pueden clasificar en:

  • MONOSACÁRIDOS U OSAS

  • Son aquellos en los que n el número de carbonos va desde 3 a 7.

    • Aldosas: si su grupo funcional es un aldeido.

    • Cetosas: cuando su grupo funcional es una cetona.

  • ÓSIDOS

  • Son aquellos que están cocstituidos por 2 o más monosacáridos que pueden ir o no acompañados de otras sustancias.

    1b) Holósidos : constituidos solo por monosacáridos.

    *Oligosacáridos. Aquellos que poseen de 2 a 10 monosacáridos, siendo los más importantes los disacáridos.

    *Polisacáridos: Constituidos por más de 10 monosacáridos:

    -Homopolisacáridos: unión del mismo monosacárido

    -Heteropolisacáridos: unión de diferentes monosacáridos.

    2b) Heterósidos: Constituidos por monosacáridos y otras sustancias no glucídicas.

    En general los glúcidos de bajo peso molecular son dulces en agua mientras que los de alto peso molecular no son dulces ni solubles en agua.

  • MONOSACÁRIDOS

  • Constituyen las moléculas elementales del resto de los azúcares, en ellos el número de carbonos va desde 3 a 7 y se les consideran los azúcares más sencillos.

    Son sustancias blancas, dulces, cristalizables y soluble en agua. Desde el punto de vista de moléculas químicas se puede definir como polialcoholes o alcoholes polivalentes que llevan un grupo aldeido o cetona de manera que aquellos que llevan grupo aldeido se les llama aldosa y los que llevan grupo cetona se les llama cetosas, por lo tanto todos los carbonos llevan un grupo alcohol o hidroxilo, menos uno que lleva el aldeido o cetona.

    Los monosacáridos además también se pueden clasificar por el número de carbonos así con 3 carbonos será triosas, con 4 tetrosas, con 5 pentosas, con 6 exosas, con 7 heptosas los más importantes son las exósas y las pentosas. Entre las exósas además destacan la glucosa y la fructosa y entre las pentosas la ribosa y la desoxiribosa.

    Una de las propiedades más importantes de los monosacáridos es que presentan isomería se dice que dos monosacáridos son isómerods cuando tienen la misma fórmula empírica pero manifiestan distintas propiedades, lo que viene condicionado por la disposición de los grupos alcohol o hidroxil en los carbonos asimétricos se define: carbono asimétrico aquel que tiene sus 4 valencias saturadas por radicales distintos. Existen dos tipos fundamentales de isomería que son óptica y espacial.

    + Óptica: todos los monosacáridos excepto la dihidroxicetona presentan carbonos asimétricos, siendo dichos carbonos asimétricos los responsables e la isomería óptica, ya que desvían el plano de la luz polarizada, de manera que cuando lo desvían hacia ña derecha se dice que son dextrógiros y se representan con un + y si la desvían hacia ña izquierda se llaman levógiros y se representan con un -.

    + Espacial: depende de la disposición espacial de los hidroxílos en los carbonos asimétricos de manera que se dice que dos monosacáridos son epímeros cuando cambia la configuración espacial de alguno de los carbonos asimétricos. Ejemplo. La Manosa es un epímero de la glucosa en posición 4.

    Existe un tipo de isomería espacial llamadas estereoisómeros se dice que dos monosacáridos son esteroisómeros cuando cambia la configuración espacial del carbono asimétrico más alejado al grupo carbonilo de manera que se habla de formas D cuando dicho carbono el OH de dicho carbono está a la derecha de forma L cuando el OH de dicho carbono está a la izquierda.

    Tanto la exósas como la pentosa en disolución se TAUTOMERIZAN es decir adquieren forma de anillo o cíclica y esto se debe a la formación de un puente de oxígeno intramolecular de manera que pueden aparecer anillos de cinco o seis la dos o vértices. Cuando le anillo tiene 6 lados o vértices se habla de formas piranosas habiendo en cada vértice un carbono excepto en uno que levo oxígeno. Si tiene 5 lados se habla de forma furanosa habiendo en cada vértice un carburo menos en uno que hay oxígeno. El puente de oxígeno se forma entre el carbono aldeídico o cetónico y el grupo hidroxilo de otro carbono asimétrico de la misma molécula al aparecer las formas cíclicas el carbono 1 pasa a ser asimétrico apareciendo otro tipo de isomería espacial y por lo tanto de isómeros llamados anómeros que pueden ser  o  de manera que se dice que un monosacárido es  cuando su carbono anomérico ( el carbono que tenia el grupo aldeido o cetona) presenta el grupo OH hacia abajo y  cuando dicho carbono tiene el OH hacia arriba.

  • ÓSIDOS / Holósidos

  • *Oligosacáridos:

    Son Holósidos formados por la unión entre 2 y 10 monosacáridos dicha unión se lleva a cabo mediante enlace glucosídico que consiste en la formación de un puente de oxígeno y pérdida de una molécula de agua entre el hidroxilo del carbono carbonílico o anomérico de un monosacárido ciclado y el grupo hidroxilo de otro monosacárido ciclado, generalmente el enlace es 1 4 es decir participan el carbono 1 del primer monosacárido y el carbono 4el segundo monosacárido. Este enlace glucosidico se llama además enlace monocarbonílico ya que solo interviene un carbono carbonílico, concretamente el carbono 1 del primer monosacárido existe también el enlace dicarbonílico en el que intervienen los carbonos carbonílicos de ambos mosacáridos.

    Dentro de los oligosacáridos los más importantes son los disacáridos, constituidos por la unión de dos monosacáridos y que en general constituyen la base e los polisacáridos. Los disacáridos más importantes son:

    1º LACTOSA: constituyen el azúcar de la leche en mamíferos siendo el alimento exclusivo de las crías se encuentran constituidos por la unión de  - D de glucopiranosa y  - D Galactopiranosa mediante enlace monocarbonílico 1 4

    2º MALTOSA: constituye el disacárido base del almidón y del glucógeno se encuentra en le grano de los cereales y está constituido por unión de 2 moléculas de  - D glucopiranosa unidas por enlace monocarbonílico 14

    3º CELOBIOSA: Constituye el disacarido base de la celulosa y por tanto tiene misión estructural se encuentra constituido por dos moléculas de -D glucopiranosa unidas por enlace monocarbonílico.

    4º SACAROSA: Es el azúcar doméstico y se encuentra en la remolacha, en la caña de azúcar está formado por la unión de -D glucopiranosa y -D fructofuranosa por enlace dicarbonílico 12

  • ÓSIDOS / holósidos

  • Polisacáridos: Están constituidos por la unión de más e 10 monosacáridos constituyendo moléculas de muy elevado peso molecular no son dulces ni solubles en agua en general van a tener función energética o de reserva y también estructural. Los más importantes son:

    • ALMIDÓN: es un polímero constituido por la unión de miles de moléculas de maltosa es por lo tanto un polímero de la -D glucopiranosa, constituye el azúcar de reserva de las células vegetales de las que es exclusivo siendo un alimento básico por los animales incluido el hombre, la unión de maltosas se lleva a cabo por enlace monocarbonílico 14 pero cada 20 o 25 glucosas aparecen ramificaciones por enlace 16. Es por tanto una molécula lineal ramificada para que adquieran disposición espacial helicoidal se encuentra en la célula vegetal formando gránulos que constituyen los amiloplastos.

    • GLUCÓGENO: Es homólogo del almidón pero en células animales es por tanto también polímero de -D glucopiranosa. Está más ramificado que el almidón ya que las ramificaciones 16 aparecen cada 8 o 10 glucosas constituyen el azúcar de reserva de los animales y en los mamíferos incluido el hombre, se almacena en el hígado músculos cuando necesitamos un mayor aporte energético el glucógeno se rompe: 1º en maltosas y luego en glucosas que mediante el catabolismo se transforman en CO, H O, y energía en forma de ATP

    • CELULOSA: Está constituido por la unión de miles de moléculas de celobiosa es por tanto un polímero de -D glucopiranosa en ella las glucosas se colocan de tal manera que las moléculas resultantes de su opinión adquieren posición rígida de forma de hileras muy resistentes al ataque químico por ello constituyen un polisacárido estructural muy importante es exclusivo de células vegetales en las que constituyen una parte fundamental en la pared celular, los animales no disponemos de los mecanismos necesarios que para digerirlos, sin embargo la necesitamos para el buen funcionamiento intestinal. Tiene gran cantidad de aplicaciones industriales siendo la más importante la obtención de papel.

    • QUITINA: es un polímero N- acetilglucosamina que es un derivado de la glucosa. Es una sustancia estructural que forma pared celular de los hongos y el exoesqueleto de los artrópodos.

    Otros polisacáridos generalmente no se forman por la unión del mismo mosacárido y se asocian a proteinas o lípidos formados por glucoproteinas o glucolipidos que van a tener un papel fundamental en la formación de membranas celulares.

    LÍPIDOS

    Son principios inmediatos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno y que aveces pueden llevar nitrógeno y fósforo. Desde el punto de vista químico son sustancias de naturaleza muy heterogénea pero que tienen en común ser insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos como el éter y el cloroformo, muchos de ellos están formados por esterificación de ácido graso o alcohol.

    Según esto se clasifican en:

  • SAPONIFICABLES: son aquellos formados por esterificación de ácido graso más alcohol y que al tratarlos con bases dan jabones.

  • -Hololípidos. Aquellos formados exclusivamente por ácidos grasos y alcohol siendo los más importantes los glicéridos y ceras.

    -Heterolípidos: constituidos por ácido grasos y alcohol más otras sustancias, siendo los más importantes los glucolípidos o glicerípidos, fosfolípidos y esfingolípidos.

  • INSAPONIFICABLES: aquellos que no están constituidos por ácidos grasos y alcohol y por lo tanto no dan jabones, se les llama también sustancias afines a los lípidos. Los más importantes son terpenos y los esteroides.

  • SAPONIFICABLES: Formados por la unión de un ácido graso y un alcohol mediante enlace éster y que al tratarlos con bases dan jabones. Se define ácido graso como un ácido orgánico monocarboxílico de cadena lineal larga tanto saturados como insaturados y que poseen siempre un número par de carbonos.

  • Los ácidos grasos más importantes dentro de los saturados (todos unidos mediante enlace sencillo) e palmítico que tiene 16 carbonos, el esteárico que tiene 18 carbonos. Entre los insaturados el oleíco que tiene 18 carbonos con un doble enlace entre los carbonos 9 y 10, el linolénico que también tiene 18 carbonos y 3 enlaces dobles y el araquidónico con 20 carbonos y 4 dobles enlaces. Estos treses últimos son esenciales para el hombre es decir no les podemos sintetizar y sin embargo son necesarios por lo que se deben ingerir en la dieta y se engloba en el grupo de las vitaminas formando concretamente vitamina F. En cuanto al alcohol puede ser cualquiera pero el más importante es la glicerina que forma las grasas siendo también importante la esfingosina. La unión entre el ácido graso y el alcohol se lleva a cabo mediante enlace éster recibiendo el nombre de esterificación y consiste en la formación de un puente de oxígeno y pérdida de una molécula de H O entre el grupo OH del acohol y el grupo OH del ácido graso.

    • Hololípidos: Son aquellos lípidos saponificables formados exclusivamente por esterificación de ácidos grasos y alcohol, los más importantes son glicéridos y ceras..

    • Glicéridos: también llamados acilglicéridos están formados por esterificación de la glicerina con uno, dos o tres ácidos grasos.

    Propanotriol:

    De manera que cuando la glicerina se esterifica con un ácido graso se llaman monoglicéridos o monoacilglicérido si hay dos ácidos grasos esterificados la glicerina se llama diglicéridos o diacilglicéridos y si son 3 se llaman triacilglicéridos, o grasas que constituyen los lípidos más importantes.

    Las grasas son también los lípidos más abundantes en los seres vivos y se forman por esterificación de la glicerina con 3 ácidos grasos de manera que si dichos ácidos grasos son iguales se forman las grasas simples y si los ácidos grasos son distintos se forman las grasas mixtas.

    Las propiedades de las grasas van a depender de los ácidos grasos que las constituyen en animales a temperatura ambiente suelen ser sólidas y se llaman sebos estando constituidas por ácidos grasos saturados. En vegetales a temperatura ambiente son líquidos, se llaman aceites y están constituidos por ácidos grasos insaturados, las grasas constituyen el principal componente de reserva de las células animales y se encuentran en las células adiposas o adipocitos que se encuentran en las capas profundas de la piel, son sustancias hidrófobas es decir no son solubles en agua ya que al no ser polares no se pueden encontrar cargadas.

    Las grasas por hidrólisos( reacción encimática en el que el agua se incorpora a los enlaces) se descomponen en glicerina y ácidos grasos. Al tratarlos con bases se saponifican es decir dan jabones, si los jabones son de sodio o potasio son solubles pero si son de calcio o magnesio son insoluble.

    • Ceras: son hololípidos saponificables formados por esterificación de un monoalcohol de cadena lineal larga y un ácido graso de manera que en ellos el número de carbonos del alcohol coincide con el número de carbonos del ácido graso.

    Las ceras forman revestimiento impermeable ya que son sustancias hidrófobas y por lo tanto se van a encontrar en los tejidos protectores y de revestimiento. En los vegetales recubren frutos y hojas, en los animales abundan en la piel, en las plumas revistiendo conductos como el auditivo siendo especialmente importante la cera de abeja.

    - Heterolípidos:

    son los lípidos saponificables que además de llevar ácidos grasos y alcohol llevan otras sustancias más importantes:

    • Fosfolípidos: se encuentran constituidos por gilcerina dos ácidos grasos y un ácido fosfórico.

    Los fosfolípidos son muy importantes ya que son un componente fundamental en las membranas celulares son por tanto sustancias estructurales fundamentales en todas las células son moléculas polares ya que los grupos OH o hidroxilo del ácido fosfórorico pueden ceder hidrogeniones y cargarse negativamente, por ello pueden incorporar nuevas moléculas como la colína o la etanol-amina.

    La estructura de los fosfolípidos provoca que en estado acuoso sus moléculas se orienten debido a los grupos polares que poseen. Se puede considerar que presentan dos largas cadenas hidrófobas y una cabeza hidrófila, por tanto el medio acuoso, las zonas hidrófilas o polares tienden a interaccionar con el agua mientras que los residuos hidrófobos tienden a aproximarse entre sí para esconderse del agua, aparecen entonces unas estructuras ordenadas en forma de doble capa de moléculas que constituye la bicapa lipídica que es la base estructural de la membrana celular.

    • Glucolípidos: Están constituido por glicerina, dos ácidos grasos y un azúcar, generalmente un monosacárido. Son también componentes fundamentales de las membranas celulares especialmente de las células del tejido nervioso por lo que también se les llama cerebrósidos.

    • Esfingolípidos: son lípidos polares en los que el alcohol en lugar de la glicerina es esfingosina, son también componentes fundamentales de las membranas celulares.

  • INSAPONIFICABLES:

  • Se llaman también sustancias afines a los lípidos y no se forman por esterificación de ácidos grasos y alcohol, los más importantes son terpenos y esteroides.

    -Terpenos: Son moléculas derivadas del isopreno que es 2-metil-1,3-butadieno

    se les llama también lípidos isoprenoides, son de origen vegetal y resultan de la unión de muchos isoprenos, por lo que presentan gran cantidad de dobles enlaces conjugados, lo que les imprime distintas coloraciones, los más importantes son los cartenos de color naranja y las xantofilas de color amarillo, también pertenecen a este grupo algunas esencias vegetales como el mentol y el limonero, así como las vitaminas A, K y E.

    -Esteroides: son moléculas del ciclopentanoperhidrofenatreno constituido por 3 cicloexano un ciclopentano. Dentro de los esteroides es engloban moléculas muy importantes como son algunas hormónas, vitaminas y colesterol

  • Ácidos biliales: son también esteroides, componentes de la bilis por lo que presentan función digestiva siendo su misión emulsionar las grasas.

  • Vitamina D: regula la absorción de calcio en el intestino así como su depósito junto al fósforo en los huesos.

  • Hormonas sexuales: son las responsables de la maduración de los gametos en losa mamíferos así como de la aparición de los caracteres sexuales secundarios tanto masculinos como femeninos. También intervienen en el desarrollo embrionario.

  • Aldosterona: es una hormona que actúa en la formación de la orina regulando el nivel de sonido y potasio en el organismo.

  • El colesterol. Se encuentra formando parte de las membranas celulares. Una parte del colesterol total de la célula debe encontrase en cantidad fija en la sangre y el resto se convierte en otros esteroides. El exceso de colesterol produce problemas ya que además de aumentar la viscosidad de la sangre se deposita en las paredes de los vasos sanguíneos reduciendo su calibre y haciéndoles rígidos siendo la consecuencia la aparición de arterioesclerosis y la formación de coágulos.

    PRÓTIDOS

    Son principios inmediatos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno que constituyen unas moléculas importantísimas para la vida, a veces pueden llevar fósforo, cobre, hierro o magnesio, los prótidos son moléculas resultantes de la unión de muchas moléculas elementales llamadas aminoácidos. Los prótidos los podemos clasificar en:

    - Péptidos: aquellos constituidos entre 1 y 100 aminoácidos, así según el número de aminoácidos tendremos aminoácidos dipéptidos constituidos por 2 aminoácidos, por 3 tripéptidos y en general hasta 100 aminoácidos se llaman polipéptidos.

    - Proteínas: constituidos por más e 100 aminoácidos acompañados o no por otras sustancias, pueden ser a su vez Holoproteinas constituidas solamente por aminoácidos y heteroproteinas constituidas por aminoácidos y otras sustancias de naturaleza no proteíca que se llaman en general grupo prostético, las *Holoproteinas según su disposición espacial pueden ser:

    Esferoproteínas o proteínas globulares aquellas que en su disposición espacial las 3 dimensiones del espacio so similares, van a ser proteínas con gran actividad biológica.

    Escleroproteinas o proteínas fibrosas aquellas que en su disposición espacial una dimensión domina sobre las otras dos. Van a ser proteínas debido a su gran resistencia.

    *Heteroproteinas: se clasifican según su grupo prostético en:

    + Glucoproteinas: Su grupo prostético es un azúcar

    + Lipoproteinas: Su grupo prostético es un lípido

    + Nucleoproteinas: Su grupo prostético es un ácido nucleico.

    + Cromoproteinas: Su grupo prostético es un pigmento

    + Fosfoproteínas: Su grupo prostético es el ácido fosfórico.

  • PÉPTIDOS

    • Aminoácidos: Son los péptidos más sencillos y constituyen las unidades básicas de los prótidos se pueden definir como ácidos orgánicos en los que un hidrógeno ha sido sustituido por un grupo amino normalmente la sustitución se lleva a cabo en el carbono ( el que está junto al grupoi ácido) hablándose entonces de  aminoácidos. Su fórmula general, donde R puede ser desde un hidrógeno en el más sencillo que es la glicocola hasta una cadena carbonada. Más o menos compleja existen 20 aminoácidos que van a formar parte de las proteínas que se llaman aminoácidos proteicos. Algunos de estos 20 aminoácidos no los podemos sintetizar pero al necesitarlos debemos ingerirlos en la dieta y se llaman aminoácidos esenciales. Los aminoácidos son sustancias incoloras o blanquecinas solubles en agua pero que su propiedad más importante es que son sustancias anfóteras. Es decir al tener un grupo ácido y un grupo amino van a funcionar como ácidos o como base según el PH a que se encuentre. Así a PH ácido funcionan como bases y a PH básico funcionan como ácidos a PH neutro se encuentran eléctricamente cargados pero con el mismo número de cargas positivas que negativas diciéndose que se encuentra en su punto isoeléctrico.

    Todos los aminoácidos excepto la glicocola presentan su carbono  asimétrico, presentando por tanto isomería óptica y esteroisomería. Los aminoácidos se van a clasificar según su grupo R:

    • Aminoácidos hidrófobos: aquellos cuyo grupo R es apolar por tanto no se pueden cargar y son insolubles en agua como por ejemplo Alanina y Valina.

    • Aminoácidos cuyo R es apolar pero sin cargarse: por ejemplo la glicocola o la serina.

    • Aminoácidos ácidos: son aquellos cuyo R presenta algún grupo carboxilo por ejemplo ácido aspártico y ácido glutámico.

    • Aminoácidos básicos: son aquellos cuyo R lleva algún otro amino por ejemplo la lisina y la arginina.

    Los aminoácidos se unen entre sí para formar moléculas cada vez de mayor tamaño y lo hacen mediante enlace peptídico que consiste en la pérdida de una molécula de agua entre el grupo ácido de primer aminoácido y el grupo amino del segundo aminoácido.

  • PROTEINAS

  • Se encuentran constituidas por largas cadenas de más de 100 aminoácidos unidos entre sí por enlace peptídico sus componentes fundamentales de la materia viva y constituyen más del 50% del peso seco de nuestro organismo, presentan gran variedad de funciones las más importantes son:

    - Estructural: constituyen una fracción estructural importantísima en todas las células ya que sus componentes fundamentales de todas las membranas celulares, además también son componentes mayoritarios de la sustancia intercelular y de otras estructuras.

    • Enzimática o catalizadora: Existen unas proteínas llamadas encímas que catalizan las reacciones metabólicas y son por tanto las responsables del metabolismo.

    • Transportadora: existen proteínas capaces de unirse a determinadas sustancias y transportarlas por el organísmo como por ejemplo la emoglobina que transporta el oxígeno en la sangre.

    • Inmúnológico: los anticuerpos que producimos para neutralizar a los antígenos son proteínas.

    • Hormonal: algunas hormonas como por ejemplo la insulina son de naturaleza proteíca.

    Estructura de las proteínas

    Presentan una serie de propiedades que vienen definidas por su estructura es decir por la disposición espacial de la cadena proteica.

    Existen 4 niveles estructurales, estando los dos primeros presentes en todas las proteínas y las dos segundas pueden encontrarse o no. Dichos niveles estructurales son:

    1º Estructura primaria: Se refiere al número y orden de colocación de los aminoácidos en la cadena peptídica llamándose a este orden secuencia, la secuencia de aminoácidos es muy específica ya que variando un solo aminoácido en número o en orden se forman proteinas totalmente distintas.

    En toda cadena peptídica el primer aminoácido lleva el grupo amino libre y se llama extremo N-terminal el último aminoácido lleva el grupo carboxilo libre y se le llama extremo C-terminal la estructura primaria viene dada por control de genético y de ella van a depender el resto de las estructuras.

    2ª Estructura secundaria: se refiere a la disposición espacial de la cadena de aminoácidos y consiste en un enrrollamiento en espiral de la cadena debido a interacciones por puentes de hídrogeno entre enlaces peptídicos próximos recibiendo el nombre de -hélice.

    3º Estructura terciaria: solo la poseen las esferoproteinas o proteínas globulares y se refiere a la disposición espacial de la estructura secundaria se produce por interacciones químicas entre los grupos R que tienden a repelerse a acercarse a interaccionarse con el agua, a esconderse del agua etc. El resultado es una especie de anillo. La estructura terciaria depende directamente de la secuencia de aminoácidos o estructura primaria, las proteínas que presentan estructuras terciarias son solubles en agua y tienen gran actividad química y biológica, Van a ser por tanto proteínas funcionales por el contrario las escleroproteínas o proteínas fibrosas no presentan estructura terciaria son insolubles en agua presentando por tanto función estructural es decir van a imprimir resistencia y otras con soporte de las estructuras que las poseen.

    4º Estructura cuaternaria: presentan tanto proteinas fibrosas como globulares siempre y cuando estén constituidas por más de una cadena peptídica idéntica, dicha cadena peptídica interacciona entre sí funcionando como una sola molecula un ejemplo es la emoglobina constituida por cuatro cadenas peptídicas iguales dos a dos que interaccionan entre sí.

    Propiedades de las proteínas

    La propiedad más importante en la especificidad es decir las proteínas son compuesta altamente específicos dependiendo de dicha especificidad de la secuencia de aminoácidos además las proteínas son muy sensibles a los cambios de condiciones del medio y se desnaturalizan es decir se alteran sus estructuras y pierden sus propiedades, dicha desnaturalización se lleva a cabo rompiéndose los enlaces que mantienen sus estructuras desapareciendo su disposición espacial y por tanto perdiendo su funcionalidad. La desnaturalización es un proceso reversible siempre y cuando no se altere la estructura primaria el proceso se llama renaturalización y se lleva a cabo cuando las condiciones ambientales retornan a su estado inicial, los factores que producen la desnaturalización de proteínas son mínimas variaciones de temperatura, PH y concentración de sales.

    Enzimas o biocatalizadores.

    Son sustancias de naturaleza proteica que tienen como misión favorecer las reacciones metabólicas por tanto se puede afirmar que son sustancias orgánicas muy específicas cuya misión es favorecer la transformación de un sustrato en producto sin que varíe apreciablemente la temperatura. Las reacciones químicas no son espontáneas sino que sólo se realizan si las moléculas que van a reaccionar reciben la energía de activación suficiente para que los reaccionantes se aproximen y se lleve a cabo la reacción en la materia inorgánica, dicha energía se suministra en forma de calor en la materia viva, no se puede suministrar calor porque se desnaturalizan las proteínas y por ello actúan las encimas cuya misión es disminuir la energía de activación de manera que las reacciones químicas se llevan a cabo a temperaturas relativamente bajas y con gran velocidad de reacción (cantidad de sustancia que se transforma por la unidad de tiempo.) Además de las encimas existen otras sustancias que actúan como biocatalizadores como son las vitaminas y algunos bioelementos. Las enzimas son siempre proteínas por tanto pueden ser holoproteinas o heteroproteinas, en este último caso el grupo proteico se llama apoenzima y por si solo es inactivo el grupo prostético se llama coenzima y también por si sólo es inactivo la unión de ambos forman la holoenzima o encima propiamente dicha que ya es activada.

    Apoenzima + coenzima holoenzima

    Las enzimas son altamente específicas, es decir cada enzima va a actuar sobre un sustrato específico o sobre una reacción determinada sin intervenir en otros procesos. La actividad enzimática se ve alterada por la temperatura, el PH, la concentración de sustratos y la presencia de sustancias que actúan como activadores o inhibidores.

    Acción enzimática

    Viene condicionada por la existencia en la enzima del centro activo que es la zona donde se une el sustrato y se corresponde con una porción periférica de la enzima donde confluye una serie de radicales de aminoácidos que no tienen porqué ser consecutivos y que van a reconocer al sustrato (se define como la sustancia que va a transformarse siendo el producto el resultado final de la reacción) Cuando se une la enzima al sustrato se forma un complejo enzima-sustrato activado, que tiene menor energía de activación que si el sustrato estuviese solo. Una vez que se lleva a cabo la reacción la enzima se separa, se puede por tanto afirmar que las enzimas no se consumen ni se alteran durante la reacción enzimática y por ello pueden volver a actuar en otro proceso.

    Propiedades de las enzimas

    Son compuestos altamente específicos.

    Muy poca cantidad de enzima favorece la conversión de gran cantidad de sustrato.

    Su acción se ve alterada con mínimas variaciones de presión, temperatura, PH y concentración de sustrato.

    Su acción se ve también alterada con la presencia de inhibidores, es decir existen sustancias que se unen a las enzimas sin ser catalizadas de manera que no se lleva acabo la reacción, produciéndose por tanto inhibición enzimática, esto se debe normalmente a que el inhibidor es muy parecido al sustrato diciéndose entonces que engaña a la enzima.

    Las enzimas son muy específicas. Se nombran generalmente con el nombre del sustrato sobre el que actúa y la reacción que cataliza terminando en -ASA. Las maneras que tienen de actuar las enzimas con respecto a su especificidad son:

  • Llave-cerradura compara al sustrato con una cerradura y la enzima con una llave que se ajustan entre sí con alto grado de especificidad. Es decir encajan perfectamente de manera que los dientes de la llave se corresponderían con el centro activo de la enzima.

  • Ajuste activo o de mano guante: cuando el sustrato se une a la enzima se inducen un cambio en la estructura de dicha enzima que provoca la reorientación de los radicales, que intervienen en la reacción, sería lo mismo que ocurre con una mano y un guante que se inducen mutuamente para ajustarse. La enzima recupera después su forma estructural inicial liberándose los productos de la reacción.