BIOQUIMICA ENZIMAS1)Son bacterias capaces de crecer y reproducirse a bajas temperaturas. Son casi omnipresentes en la Tierra, ya que una gran parte de la superficie del planeta se encuentra a temperaturas inferiores a 15°C. Están presentes en el Ártico y Antártida, los glaciares, las regiones alpinas, el mar profundo e incluso en lugares de almacenamiento de alimentos (Margesin R. 2008). Estas bacterias están clasificadas de acuerdo al rango de temperatura al cual crecen, y pueden ser: Psicrófilos o ―amantes del frío‖: Son organismos que crecen óptimamente a temperaturas <15°C y no puede crecer por encima de 20°C. Psicrotolerantes o ―tolerantes al frío‖: Estos son capaces de crecer a temperaturas de <15°C, pero crecen rápidamente a temperaturas superiores a 25°C (Morita R. 1975). Las bacterias psicrófilas más frecuentes en aguas profundas o en zonas polares son Gram-negativas de las clases: Alfa, Beta, Delta y Gammaproteobacteria (Shewanella sp. Y Moritella sp.), y el Phylum Bacteroidetes con los géneros: Cytophaga-Flavobacterium-Bacteriodes .

3) 2. Inhibición enzimática Existen sustancias que pueden impedir que la enzima desarrolle su actividad catalítica, ralentizando o paralizando la reacción enzimática. A estas sustancias se las denomina inhibidores enzimáticos. Teniendo en cuenta que las reacciones químicas en la célula están catalizadas por enzimas, es fácil intuir el papel de muchos inhibidores enzimáticos que actúan como fármacos, antibióticos o conservantes; otros pueden ser tóxicos, potentes venenos. Por ejemplo, la aspirina (acetilsalicilato) es un analgésico que inhibe la enzima que cataliza el primer paso en la síntesis de prostaglandinas, implicadas en la producción del dolor. Se conocen dos tipos principales de inhibición: la reversible y a la irreversible. La primera implica una unión “no covalente” del inhibidor y, por lo tanto, siempre puede revertirse. En la inhibición irreversible, el inhibidor se une al enzima de forma “covalente” y permanente. Inhibición reversible: los distintos modelos de inhibición reversible implican la unión no covalente del inhibidor con la enzima, pero difieren en los mecanismos por medio de los cuales reducen la actividad enzimática y en la forma en que afectan a la cinética de la reacción. Entre ellos están la inhibición competitiva, la acompetitiva y la no competitiva. En la inhibición irreversible, el inhibidor se une covalentemente a la enzima y la inactiva de manera irreversible. Casi todos los inhibidores irreversibles son sustancias tóxicas naturales o sintéticas.

Conclusiones: - Las enzimas son los catalizadores biológicos. que es una sustancia que acelera las

reacciones químicas si modificarse lo que significa que puede ser utilizado una y otra vez. - Una característica muy importante de la actividad enzimático es su especificad de manera que cada enzima particular actúa sobre un determinado sustrato.- Las enzimas suelen ser tan específicas que son incapaces de actuar sobre las sustancias estrechamente relacionadas.- Las enzimas vienen a ser las proteínas catalíticas que aceleran la velocidad de las reacciones celulares al bajar la energía de activación y estabilizar las intermediaciones del estado de transición.- El sitio activo de la enzima comprende dos partes adicionales una región de unión de sustrato y la otra catalítica.- En el centro activo encontramos restos de aminoácidos constituyentes funcionales para la catálisis del sustrato, estos utilizan las llamadas coenzimas que son moléculas orgánicas que sufren modificaciones durante la reacción enzimático para ayudar a la modificación final del sustrato.

5) Varias enzimas sólo pueden funcionar en presencia de uno o más iones o de determinadas moléculas llamadas activadores enzimáticos. Estas moléculas no toman parte directa en la acción, pero mantienen a la enzima, en un estado catalítico activo. Entre los iones más comunes encontramos al potasio (K+), el magnesio (Mg++), el calcio (Ca++), el cobalto (Co++), el zinc (Zn++) y el aluminio (Al+++). A estas moléculas activadoras se les llama coenzimas y también pueden ser proteínas.

4) Las cantidades de enzima pueden ser expresadas en moles, como las de cualquier otro compuesto químico, o pueden ser cuantificadas en términos de actividad enzimática. La actividad enzimática es una medida de la cantidad de enzima activa presente y del nivel de actividad de la misma, por lo que la medida de la actividad es dependiente de las condiciones, que deben ser especificadas cuando se dan valores de actividad. La actividad expresa la cantidad de sustrato convertido por unidad de tiempo, teniendo en cuenta el volumen de reacción.

En el Sistema Internacional de Unidades la unidad para la actividad catalítica es el katal (kat), pero es una unidad demasiado grande y suele usarse la unidad de actividad enzimática (UI).

1 kat = 1 mol sustrato convertido x s-1 = 6 x 107 UI

1 UI = 1 μmol sustrato convertido x min-1 = 16,67 nkat

Otra unidad comúnmente usada es la actividad específica. Ésta se refiere a la actividad de una enzima por miligramo (mg) de proteína, y se suele expresar en: μmol x min-1 x mg-1). La actividad específica da una idea de la pureza de la enzima

Activación iónica. Numerosos metales monodivalentes son necesarios para la actividad enzimática de diversos sistemas. Destacan entre ellos los siguientes: K+, Mn++, Mg++, Ca++, Fe+++, Cu+, Cu++, etc. A menudo el metal, a estas condiciones, es el centro que permite la unión conjunta del sustrato, de la coenzima y de la misma apoenzima con la que forma quelatos (de chelos, garra; complejos moleculares sostenidos por un metal) al unirse con grupos cargados electricamente. Muy amenudo se demuestra que es posible sustituir los metales divalentes entre ellos, sin grandes modificaciones de la velocidad de la reacción.

Los metales como el hierro, el cobre y el molibdeno, actúan a menudo como transportadores de electrones y no se les puede considerar activadores en el sentido estricto pues forman parte integral del grupo prostético. Algunos aniones también son necesarios para la actividad de ciertas enzimas; bien conocido es el caso del Cl-, el que puede sustituirse, a un cuando con baja de la velocidad, por Br-, para la amilasa salival; o el propio radical fosfato que se requiere en reacciones de fosforilación.

Activación por el grupo prostético. En determinadas reacciones estos son indispensables para el trabajo de la enzima y constituyen, en rigor, la parte funcional activa del sistema.

Activación de la apoenzima. Consisite en la obtención de una correcta estructura del centro activo de la proteina con actividad enzimática, ya referido anteriormente.

Integridad de los grupos funcionales del centro activo. Destaca la relacionada con los grupos sulfhidrilo, -SH. Cualquier alteración química que los destruya, bloquee u oxide a disulfuro, -S-S-, puede inactivar a las enzimas. Esto puede suceder incluso en las suaves condiciones del trabajo celular por exposición a agentes oxidantes o al oxigeno mismo, aunque puede lograrse por el efecto de sustancias que los ataquen y que combinen con ellos como la yodacetamida. En otras ocaciones la destrucción de los grupos –SH, aun la distancia del centro activo modifica de tal manera la estructura tridimencional de la enzima que el centro activo se deforma al grado de que no puede llevar a efecto su acción sobre las sustancias reaccionantes. Existen otros grupos funcionales cuyo bloqueo acaba por completo con la actividad enzimatica; en tal caso estaría la acción de inhibidores o venenos enzimáticos.

Medida de la actividad enzimática. Aparte del problema de medir las pequeñísimas cantidades de enzimas presentes en los tejidos; muy pocas de ellas poseen características químicas o espectroscópicas particulares que permita medirlas directamente. En general, las enzimas se cuantean siguiendo la actividad de la reacción que catalizan y se aceptan, en principio que dicha actividad es proporcional a la cantidad de enzima presente. Como la actividad de un enzimas sólo rara vez se puede expresar en relación a su peso absoluto o a la molaridad de la enzima, lo habitual es expresarla en "unidades" fijadas de modo convencional con relación a la proteina presente en la preparación.