Coenzimas, holoenzima y apoenzima.

Otras enzimas llamadas coenzimas, se unen con una sustancia orgánica de bajo peso molecular, llamada cofactor, la cual es sintetizada por el propio organismo o proviene del exterior. La unión de la enzima y el cofactor favorece que se lleve a cabo la reacción. Un ejemplo son las deshidrogenasas que catalizan la pérdida de hidrógenos del sustrato, y sus coenzimas los retiran.

Como te puedes dar cuenta, ya sea con un metal, mineral o vitamina, las enzimas se activan y realizan su función sobre el sustrato. Por ejemplo, uno de los cofactores que activan la enzima Malato deshidrogenasa es el NAD⁺ que se convierte en NADH.

Los términos holoenzima y apoenzima son usados frecuentemente; el primero designa el complejo activo enzima-cofactor y el segundo, la proteína sin un cofactor, es decir, es una enzima inactiva.

¿Qué pasaría si no hubiese un control sobre la producción de enzimas? ¿Crees que hay algo que inhiba la producción de enzimas?

Si pensamos en la complicada red de reacciones químicas que tienen lugar en la célula nos daremos cuenta de que ha de haber muchos puntos de control que mantengan el orden característico de la vida. Si por un lado hay mecanismos de activación, por otro, están los de inhibición. Es algo parecido a los genes supresores de tumores. Hay un equilibrio entre la producción de células anormales, debido a los genes inhibidores. Si estos no inhiben a éstas células se desarrolla el cáncer.

Así también en la producción de enzimas hay mecanismos de activación pero debe haber mecanismos de inhibición, para poder mantener la homeostasis, o equilibrio del organismo.

Activación e inhibición de las enzimas

Para que puedas realizar ejercicio, debes tener las condiciones adecuadas para ello: ropa cómoda, haberte alimentado adecuadamente, haber dormido bien y un clima favorable. ¿Qué pasa si realizas el ejercicio al aire libre y en ese momento hay una tormenta con granizo? ¡Por supuesto! Ya no hay las condiciones para que realices ejercicio al aire libre. Pero podrás realizarlo en espacio cerrado, como tu casa.

¿Crees que la función de las enzimas también se pueda impedir?

La inhibición de las enzimas, igual que su activación, puede ser general o sumamente específica. También puede ser permanente o temporal. Las condiciones del entorno limitan la actividad de las enzimas, dado que al ser proteínas, se desnaturalizan con facilidad. Sin embargo, el organismo tiene mecanismos que conservan estable al medio interno, por lo que difícilmente una proteína será inactivada o inhibida por cambios de pH o temperatura en su entorno. Las enzimas digestivas o las que se vierten al medio son la excepción.

El organismo trata de mantener la homeostasis, por lo que el medio será siempre favorable para las enzimas. Por ejemplo, la enzima ptialina o amilasa salival funciona en un medio alcalino, de esta manera inicia la digestión de los carbohidratos.

En cambio en el estómago las enzimas del jugo gástrico actúan en un medio altamente ácido (está entre un rango de pH 1-2), en éste órgano la digestión de los carbohidratos pudiera detenerse. En cuanto llega al duodeno, el quimo sigue siendo ácido, para poder mantener el medio adecuado para la digestión, el páncreas vierte bicarbonato en el jugo pancreático, con lo que neutraliza el pH ácido del quimo, las enzimas, como la amilasa pancreática, pueden terminar la digestión de los carbohidratos que inició en la boca con la saliva.

¿Qué sabio es el organismo verdad? Favorece las condiciones para que se mantenga la homeostasis y por lo tanto el buen funcionamiento de todo el organismo. El problema es cuando nosotros alteramos esta homeostasis por comer alimentos en exceso, de mala calidad, no higiénicos, contaminados o dieta inadecuada.

La temperatura, el pH y la concentración del sustrato son factores que modifican la actividad enzimática, es por eso que te  mencionan que las verduras crudas tienen un mayor aporte nutricional que  las hervidas, ya que la estructura de las enzimas se modifica al haber un incremento de temperatura, lo que hace que se inactiven, alterando las sustancias orgánicas de las verduras y disminuyendo su valor nutricional. Las enzimas se pueden inhibir dentro de las células, basta con que haya sustancias que puedan introducirse en el sitio activo de la enzima, ocupando el lugar del sustrato natural o que alteren el plegado de la enzima. Esta inhibición afecta a determinadas enzimas. El tipo de enlaces que establezcan hará que la inhibición sea o no irreversible.

Cuando te enfermas, te dan penicilina y no te "hace" efecto ¿sabes por qué?

Bueno la estructura de la penicilina tiene una sustancia que inhibe la producción de la pared celular de la bacteria y la mata. Pero la bacteria puede producir una enzima (en este caso es la beta lactamasa) por lo que inactiva el anillo beta lactámico de la penicilina y hace ineficaz el medicamento, por lo que a medicamentos a base de penicilina para evitar la resistencia de los microorganismos, se les agrega un medicamento llamado ácido clavulánico, evitando la resistencia del microorganismo, al inhibir la enzima beta lactamasa.

¿Te das cuenta qué tan importantes son las enzimas? Los medicamentos influyen en el funcionamiento de enzimas y su mecanismo de acción repercute en el organismo. Por ejemplo: probablemente hayas escuchado que una persona que está enferma del corazón le están dando un medicamento que le llaman digital. Bueno este medicamento contiene una sustancia llamada ouabaína, que inhibe a la enzima Na/K-ATPasa

Te estarás preguntando como ocurre. La inhibición de ésta enzima conocida como bomba de sodio /potasio Adenosín Trifosfatasa, hace que la concentración de sodio aumente y con esto la fibra miocárdica se contrae con mayor fuerza, mejorando el funcionamiento del corazón.

Otro ejemplo es el paratión, que es una sustancia de los plaguicidas, en el organismo entra por la vía respiratoria. El paratión inhibe a una enzima llamada acetilcolinesterasa, la enzima degrada a la acetilcolina, que es un neurotransmisor; si no se degrada la acetilcolina, entonces estimula constantemente a la neurona, provocando daño al sistema nervioso.