Este documento trata sobre las enzimas. Explica que las enzimas son proteínas producidas por las células que aceleran las reacciones químicas en los seres vivos de manera específica. Describe dos modelos que explican cómo funcionan las enzimas: el modelo de llave y cerradura y el modelo de ajuste inducido. Finalmente, detalla algunas aplicaciones de las enzimas en la industria alimentaria, de detergentes y cervecera.

1. UNIVERSIDAD CENTRAL
DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA, LETRAS Y
CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
CARRERA DE CIENCIAS NATURALES Y DEL
AMBIENTE. BIOLOGÍA Y QUÍMICA
ENZIMAS
• Ricardo Bravo Mendoza

2. ENZIMAS
¿QUÉ SON?
FUNCIÓN
CLASIFICACIÓN
CATALISIS ENZIMATICA
MODELO DE LLAVE Y CERRADURA (EMIL FISCHER)
MODELO DE AJUSTE INDUCIDO (KOSHLAND)

3. ENZIMAS
Son sustancias orgánicas de
naturaleza proteica, elaboradas por
las células que tienen como función
acelerar o provocar las reacciones
químicas que se efectúan en los
seres vivos. Las enzimas son de
acción específica ya que actúan
exclusivamente catalizando un tipo
de reacción química.

4. Las enzimas son
bioquímicas:
necesarias
para
que
las
reacciones
Se produzcan a una velocidad adecuada para la célula
Se dirijan hacia rutas útiles y necesarias según necesidades
energéticas
y necesidad de producción de distintas sustancias.
Características
Gran poder catalítico
Alto grado de especificidad
Actúan en soluciones acuosas en condiciones determinadas de
Tª y pH
Su actividad puede regularse
Importancia
Agricultura

5. Facilitan y aceleran: reacciones químicas que
realizan los seres vivos, permitiendo así los
procesos bioquímicos dentro de los organismos.
Liberan: la energía acumulada en las sustancias
para que el organismo la utilice a medida que la
necesite.
Descomponen: grandes moléculas en sus
constituyentes simples permitiendo así que por
difusión puedan entrar o salir de la célula.

6. APLICACIÓN
ENZIMAS UTILIZADAS
USOS
Procesado de alimentos
Amilasas de hongos y plantas.
Producción de azúcares
desde el almidón, como por
ejemplo en la producción
de jarabe de maíz. En la
cocción al horno, cataliza la
rotura del almidón de
la harina en
azúcar.
La fermentación del azúcar
llevada
a
cabo
por levaduras produce
el
dióxido de carbono que
hace "subir" la masa.
Proteasas
Los
fabricantes
de galletas las utilizan para
reducir la cantidad de
proteínas en la harina.
La
amilasa
degradación
cataliza
del
la
almidón
en azúcares sencillos.

7. Elaboración de cerveza
Las
enzimas
liberadas
degradan el almidón y las
proteínas
para
generar
azúcares
sencillos, aminoácidos y
péptidos que son usados
por
las
levaduras
en
el
proceso de fermentación.
Enzimas
de
cebada
producidas a nivel industrial
Cebada germinada
Las enzimas de la cebada
son
liberadas
durante
la
fase
de
molido
en
la
elaboración de la cerveza.
Ampliamente usadas en la
elaboración de cerveza para
sustituir
las
enzimas
naturales de la cebada.
Amilasa,
proteasas
y
Digieren
polisacáridos
proteínas en la malta.
Betaglucanasas
arabinoxilanasas
y
Mejoran
la
filtración
mosto y la cerveza.
Amiloglucosidasas
pululanasas
y
Producción de cerveza baja
en calorías y ajuste de la
capacidad de fermentación.
utilizada
para la elaboración de malta.
glucanasa
y
del
Proteasas
Eliminan
la
turbidez
producida
durante
el
almacenamiento
de
la
cerveza.
Acetolactatodecarboxilasa
(ALDC)
Incrementa la eficiencia de
la fermentación mediante la
reducción de la formación
de diacetilo.

8. Detergentes biológicos
Principalmente proteasas,
Utilizadas para ayudar en la
producidas
de
forma eliminación
de
tintes
extracelular por bacterias.
proteicos de la ropa en las
condiciones de prelavado y
en las aplicaciones directas
de detergente líquido.
Amilasas
Detergentes de
lavadoras
para
eliminar
residuos
resistentes de almidón.
Lipasas
Utilizadas para facilitar la
eliminación de tintes
grasos y oleosos.
Celulasas
Utilizadas
en suavizantes biológicos.

9. Código numérico encabezado por las letras EC
(enzyme commission)
Cuatro números separados por puntos
El 1º indica a cual de las seis clases pertenece la
enzima
El 2º se refiere a distintas subclases dentro de cada
grupo
El 3º y el 4º se refieren a los grupos químicos
específicos que intervienen en la reacción.
Nombre Sistemático
Sustrato preferente + reacción + “asa”
Etanol
Alcohol DH
Acetaldehído
E.C. 1.1.1.1

12. Nomenclatura del subgrupo en oxidorreductasas:
EC 1.1.x Deshidrogenasas
EC 1.2.x - Oxidasas
EC 1.3.x - Peroxidasas
EC 1.4.x - Oxigenasas
EC 1.5.x - Hidroxilasas
EC 1.6.x - Reductasas
Aplicaciones: Ensayos de diagnostico clínico (glucosa oxidasa y colesterol
oxidasa

13. Clasificación de subgrupo de las transferasas:
EC 2.1.x
EC 2.2.x
EC 2.3.x
EC 2.4.x
EC 2.5.x
EC 2.6.x
EC 2.7.x
EC 2.8.x
EC 2.9.x
-
Grupos monocarbonados
Grupos aldehido o ceto
Aciltransferasas
Glicosiltransferasas
Alquil- o Ariltransferasas
Grupos nitrogenados
Grupos fosfato
Grupos sulfato
Grupos selenio
Aplicaciones: Síntesis de oligosacáridos

14. Clasificación de subgrupo de las Hidrolasas:
EC 3.1.x
EC 3.2.x
EC 3.3.x
EC 3.4.x
EC 3.5.x
EC 3.6.x
EC 3.7.x
EC 3.8.x
EC 2.9.x
- Esterasas
- Glucosidasas
- Peptidasas
- Fosfatasas
- Tiolasas
- Fosfolipasas
- Amilasas
- Desaminasas
- Ribonucleasas

15. Clasificación de las liasas:
4.1.x - Actúan sobre enlaces C-C
4.2.x - Actúan sobre enlaces C-O
4.3.x - Actúan sobre enlaces C-N
4.4.x - Actúan sobre enlaces C-S
4.5.x - Actúan sobre enlaces C-Haluro (S-, Cl-, Br-, I- At-)
4.6.x - Actúan sobre enlaces P-O
4.99.x - Otras liases
Aplicaciones: Pectato liasa – Remueve los compuestos
indeseables (ceras, pectinas, proteínas) en fibras en la
industria textil – “bioscouring”

16. Clasificación de las isomerasas:
5.1.x
5.2.x
5.3.x
5.4.x
5.5.x
5.6.x
- Rasemasas y Epimerasas
- cis-Trans-Isomerasas
- Oxidoreductasas Intramolecular
- Transferasas Intramoleculares (mutases
- Liasas Intramoleculares
- Otras Isomerasas

17. Clasificación de las ligasas:
6.1.x - Forman enlaces C-O
6.2.x - Forman enlaces C-S
6.3.x - Forman enlaces C-N
6.4.x - Forman enlaces C-C
6.5.x - Forman enlaces ésteres
fosfóricos
6.6.x - Actúan sobre enlaces Nmetal

18. Enzimas aumentan la velocidad sin modificar
la
constante de equilibrio de la reacción
Condiciones para una reacción bioquímica
Los reactivos deben colisionar
La colisión molecular tiene que ocurrir con
una orientación adecuada
Debe haber un equilibrio favorable.
E
E
E
E

19. Las enzimas se unen a los
reactivos (sustratos) reduciendo
la energía de activación
Cada enzima tiene una forma única
con un sitio o centro activo en el
que se une al sustrato
Después de la reacción, enzimas y
productos se separan.
Las moléculas enzimáticas no han
cambiado después de participar
en la reacción

20. Las enzimas cumplen su papel catalítico
gracias a:
• Fijación
estereoquímicamente
complementaria del sustrato
• Transformación catalítica del mismo
En ambas funciones participan:
• Cadenas laterales de los aminoácidos
• Grupos o moléculas no proteicas:
 Grupos prostéticos
 Iones metálicos
 Cofactores

21. Los siguientes hechos:
• Especificidad de la reacción enzimática
• Carácter heterogéneo de la catálisis
enzimática
Nos llevan a postular la existencia de un
Centro Activo en la molécula de enzima,
capaz de:
•
•
Fijar específicamente al sustrato
Transformarlo catalíticamente.

25. Enzima
Sustrato
Sitio activo

26. LA UNIÓN DEL SUSTRATO ES MUY ESPECÍFICA
Complementariedad geométrica
Complementariedad
uniones iónicas
Modelos:

Encaje inducido

Llave – cerradura.

Estado de transición
de
cargas,

27. Teorías de la acción enzimática
Modelo de Llave y Cerradura (Emil Fischer)
Este modelo plantea una analogía entre la interacción de las
enzimas con su sustrato y el funcionamiento de una llave que
se complementa específicamente con una única cerradura. Si
bien es cierto que este modelo da cuenta de la relación
específica entre una enzima y su sustrato, sugiere una
interacción ''rígida'' entre ellos, condición que algunos
científicos actualmente cuestionan.

28. Modelo de Ajuste Inducido (Koshland)
Este
modelo
sugiere
una
interacción
más
flexible
y
plástica entre la enzima y su
sustrato. La idea es que a
medida que el sustrato se acerca
a la enzima, induce cambios de
forma en ella, de manera de
„‟acomodarse‟‟ y así establecer la
relación
específica que caracteriza a esta
interacción