19.3: Clasificación de Enzimas

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Objetivos de aprendizaje

Objetivo 1
Objetivo 2

Cientos de enzimas han sido purificadas y estudiadas en un esfuerzo por comprender cómo funcionan de manera tan efectiva y con tal especificidad. El conocimiento resultante ha sido utilizado para diseñar fármacos que inhiben o activan enzimas particulares. Un ejemplo es la intensa investigación para mejorar el tratamiento o encontrar una cura para el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). El SIDA es causado por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Los investigadores están estudiando las enzimas producidas por este virus y están desarrollando fármacos destinados a bloquear la acción de esas enzimas sin interferir con las enzimas producidas por el cuerpo humano. Varios de estos medicamentos ya han sido aprobados para su uso por pacientes con SIDA.

Nomenclatura de enzimas

La mayoría de las enzimas se pueden reconocer porque tienen la terminación del apellido — ase. Sin embargo, las primeras enzimas que se descubrieron fueron nombradas de acuerdo a su fuente o método de descubrimiento. La enzima pepsina, que ayuda en la hidrólisis de las proteínas, se encuentra en los jugos digestivos del estómago (pepsis griega, que significa “digestión”). La papaína, otra enzima que hidroliza la proteína (de hecho, se usa en ablandadores de carne), se aísla de las papayas.

Además del apellido, los nombres enzimáticos más sistemáticos darán dos piezas específicas de información: la primera parte es el sustrato sobre el que actúa la enzima, y la segunda parte es el tipo de reacción que cataliza. Por ejemplo, la alcohol deshidrogenasa (Figura\(\PageIndex{1}\)) cataliza la oxidación de un alcohol a un aldehído.

Clasificación de Enzimas

A medida que se descubrieron más enzimas, los químicos reconocieron la necesidad de un esquema de identificación más sistemático y químicamente informativo. En el esquema actual de numeración y denominación, bajo la supervisión de la Comisión de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica, las enzimas se disponen en seis grupos según el tipo general de reacción que catalizan (Tabla\(\PageIndex{1}\)), con subgrupos y subgrupos secundarios que especificar la reacción con mayor precisión.

A cada enzima se le asigna un número de cuatro dígitos, precedido por el prefijo EC —para la clasificación enzimática— que indica su grupo, subgrupo, etc. Esto se demuestra en la Tabla\(\PageIndex{2}\) para alcohol deshidrogenasa.

Tabla\(\PageIndex{1}\): Clases de Enzimas
Clase Principal	Tipo de Reacción Catalizada	Subclases	Ejemplos
Oxidorreductasas	reacciones de oxidación-reducción	Las deshidrogenasas catalizan reacciones de oxidación-reducción que involucran hidrógeno.	Alcohol deshidrogenasa
		Las oxidasas catalizan la oxidación mediante la adición de O ₂ a un sustrato.
		Las reductasas catalizan reacciones en las que se reduce un sustrato.
Transferasas	reacciones de transferencia de grupos funcionales	Las transaminasas catalizan la transferencia del grupo amino.
		Las quinasas catalizan la transferencia de un grupo fosfato.	Fosfofructoquinasa
Hidrolasas	reacciones que utilizan agua para romper un enlace químico	Las lipasas catalizan la hidrólisis de lípidos
		Las proteasas catalizan la hidrólisis de proteínas
		Las amilasas catalizan la hidrólisis de carbohidratos
		Las nucleasas catalizan la hidrólisis de ADN y ARN
Liases	reacciones en las que se añaden o eliminan grupos funcionales sin hidrólisis	Las descarboxilasas catalizan la eliminación de grupos carboxilo.
		Las desaminasas catalizan la eliminación de grupos amino.
		Las deshidratasas catalizan la eliminación de agua.
		Las hidratasas catalizan la adición de agua.	Fumarasa
Iomerasas	reacciones en las que un compuesto se convierte en su isómero	Las isomerasas pueden catalizar la conversión de una aldosa en una cetosa.	Triosa Fosfato Iomerasa
		Las mutasas catalizan reacciones en las que un grupo funcional se transfiere de un átomo en un sustrato a otro.
Ligasas	reacciones en las que se forman nuevos enlaces entre el carbono y otro átomo; se requiere energía	Las sintetasas catalizan reacciones en las que dos moléculas más pequeñas se unen para formar una más grande.
		Las carboxilasas catalizan la adición de CO ₂ usando ATP	Piruvato carboxilasa

Tabla\(\PageIndex{2}\): Asignación de un Número de Clasificación de Enzimas
Alcohol deshidrogenasa: EC 1.1.1.1
El primer dígito indica que esta enzima es una oxidorreductasa; es decir, una enzima que cataliza una reacción de oxidación-reducción.
El segundo dígito indica que esta oxidorreductasa cataliza una reacción que involucra un alcohol primario o secundario.
El tercer dígito indica que para esta reacción se requiere la coenzima NAD ⁺ ^{o NADP +}.
El cuarto dígito indica que esta fue la primera enzima aislada, caracterizada y nombrada usando este sistema de nomenclatura.
El nombre sistemático de esta enzima es Alcohol:NAD ⁺ oxidorreductasa, mientras que el nombre recomendado o común es alcohol deshidrogenasa.
Reacción catalizada:

Figura\(\PageIndex{1}\): Estructura de la proteína alcohol deshidrogenasa (E.C.1.1.1.1) (EE ISOZYME) complejada con nicotinamida adenini dinulceótido (NAD) y zinc (PDB: 1CDO).

Resumen

Una enzima es un catalizador biológico, una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química sin cambiarse ni consumirse en la reacción. Se utiliza un proceso sistemático para nombrar y clasificar enzimas.