25.11: Regulación de Enzimas

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Quizás te hayas preguntado cómo las enzimas proteolíticas como la tripsina, la pepsina, la quimotripsina, la carboxipeptidasa y otras, impiden que se autodestruyan catalizando su propia hidrólisis o hidrolizándose entre sí. Una característica interesante de las enzimas digestivas es que se producen de forma inactiva en el estómago o el páncreas -presumiblemente para proteger los diferentes tipos de enzimas proteolíticas de atacar entre sí u otras proteínas.

Los precursores inactivos se llaman tripinógeno, pepsinógeno, quimotripsinógeno y procarboxipeptidasa. Estos precursores se convierten en las enzimas activas por escisión hidrolítica de unos pocos enlaces peptídicos específicos bajo la influencia de otras enzimas (la tripsina, por ejemplo, convierte el quimotripsinógeno en quimotripsina). Las enzimas digestivas no parecen autodestruirse, probablemente porque están tan construidas que es estericamente imposible encajar una parte de una molécula enzimática en el sitio activo de otra. En este sentido, es significativo que la quimotripsina ataca las proteínas desnaturalizadas más rápidamente que las proteínas naturales con sus estructuras compactas de cadenas plegadas con precisión.

Presumiblemente todas las enzimas deben tener algún mecanismo regulador que las encienda y apague según sea necesario. Se sabe menos sobre los mecanismos de regulación que sobre las propias reacciones enzimáticas, pero se ha reconocido un tipo de control. Esto ocurre cuando un producto de reacción inhibe una de las etapas de reacción produciéndola atando la enzima como un complejo no reactivo (inhibición por retroalimentación). Como ejemplo más sencillo, supongamos que tanto el producto\(\left( \ce{P} \right)\) como el sustrato se\(\left( \ce{S} \right)\) complejan con la enzima\(\left( \ce{E} \right)\); entonces podemos escribir el siguiente conjunto de equilibrios para la reacción neta:

\[\ce{E} + \ce{S} \rightleftharpoons \ce{ES} \rightarrow \ce{E} + \ce{P}\]

\[\ce{E} + \ce{P} \rightleftharpoons \ce{EP}\]

Claramente, una reacción de este tipo disminuirá en velocidad a medida que el producto se acumule. Puede detenerse por completo si los sitios activos están saturados con el producto, y comenzará de nuevo solo al retirar el producto.

Colaboradores y Atribuciones

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."