Enzimas

existen todo tipo de reacciones en los sistemas biológicos que son energéticamente favorables pero que no van a suceder rápidamente o incluso no van a pasar por su cuenta y la fosforilación de la glucosa es un ejemplo de eso entramos en detalle al respecto en el vídeo acerca de reacciones de acoplamiento y creo que la llamamos fosforilación de la glucosa 6 fosfato y es muy importante porque al colocar el grupo fosfato en una glucosa permite que esté lista para dar inicio a toda una serie de mecanismos biológicos permite que la glucosa sea etiquetada volviendo difícil para ella escapar de la célula y es un mecanismo bastante sencillo donde tienes un par de electrones libres en este grupo hidroxilo por aquí y luego si está en la configuración correcta podría formar un enlace con el fósforo en el grupo fosfato ahora bien la razón por la que no sucede por sí solo aunque es energéticamente favorable es que una vez que se forma el enlace tienes electrones que van a ser capaces de ir a un estado de energía más bajo por lo tanto tiene un delta g negativo si estos son las moléculas antes de la reacción esto es la cantidad de energía libre que tienen antes de la reacción después de la reacción tienen menos energía libre han podido liberar energía así que esto es algo que nosotros consideraríamos como espontánea pero para que la reacción ocurra se necesita aplicar un poco de energía al sistema a esto le llamamos nuestra energía de activación y podrías preguntarte bueno pero por qué necesitamos eso bueno tenemos electrones que quieren formar un enlace con este fósforo pero este fósforo está rodeado de cargas negativas este oxígeno de aquí tiene una carga negativa y este oxígeno de aquí tiene una carga negativa y cómo se pueden imaginar a los electrones no les gusta estar con otros electrones cargas iguales se repelen entre sí así que para que esta reacción se produzca o para que ocurra con más frecuencia tiene que ser catalizada un catalizador es algo que hace que una reacción ocurra más rápido o incluso permite que la reacción simplemente ocurra y cuando hablamos de catalizadores en los sistemas biológicos normalmente estamos hablando de enzimas y más y la forma en la que una enzima puede catalizar esta reacción ya hemos hablado de esto es que puede proporcionar algunas cargas positivas podría proveer algunas cargas positivas alrededor de estas cargas negativas para alejarlas y crear espacio de modo que la reacción pueda ocurrir lo que haría una enzima sería que esta curva en lugar de tener esta joroba aquí la curva se vería algo así de manera que la reacción simplemente puede continuar pero qué son estas enzimas estas cosas que pueden añadir algo de carga o que pueden permitir que la reacción ocurra de una manera determinada que pueden doblar a las moléculas de una manera determinada para exponer algunos enlaces aunque pueden propiciar un entorno más ácido o más básico que podría ser más favorable para la reacción qué son estas cosas aparentemente mágicas bueno de manera general son complejos proteicos y podrían tener un par de otras cosas puedes verlas como proteínas y quizá a veces van a ser múltiples cadenas poli peptídicas juntas o podrían tener algunos otros guiones asociados a ellas pero en su mayor parte son proteínas y las moléculas que van a reaccionar que van a unirse a las proteínas las llamamos sustratos así que estos en esta reacción la glucosa y el atp van a ser los sustratos y el término general para la enzima que ayuda a fósforo hilar una molécula de azúcar de este tipo la llamamos exo quinasa así que puede ser que tengamos esta proteína que se ve algo compleja y el atp podría unirse a ella por aquí atp es uno de los sustratos y luego la glucosa podría unirse a ella aquí entonces estos dos sustratos se unen y la zona donde todo esto está pasando la llamamos sitio activo porque ahí es donde está toda la acción y a menudo cuando tienes a los sustratos unidos son capaces de interactuar con la proteína para hacer que el ajuste sea aún más fuerte para que sea aún más adecuado para que la reacción ocurra entonces toda la proteína se podría doblar un poco para mantener a estos dos sustratos ahí y llamamos a esto ajuste inducido ajuste inducido entonces de dónde vienen estas cargas positivas pueden provenir de las cadenas laterales de los diferentes aminoácidos en la cadena poli peptídica principal o en la proteína e incluso podría haber otros iones involucrados de hecho en particular para facilitar la fosforilación de la glucosa unión de magnesio está involucrado para ayudar a alejar a las cargas negativas pero hay otros grupos cargados positivamente que ayudan a alejar a la carga para que la reacción pueda ocurrir así que eso es lo que son las enzimas y tienden a funcionar de manera óptima en ambientes con ciertos valores de ph o ciertas temperaturas en general las temperaturas más elevadas permiten que hayan más interacciones las moléculas tienden a moverse más y a chocar más entre sí pero si las temperaturas son demasiado altas la proteína o la enzima puede dejar de funcionar se podría desnaturalizar es decir podría perder su estructura original y lo que quiero que veas hermosas y complejas que son estas estructuras seguramente puedes apreciar lo que te estoy mostrando estas están en tus células estos se encuentran en tu cuerpo hay un montón de estas moléculas y estas reacciones ocurriendo dentro de ti así que espero que esto te ayude a apreciar la complejidad de ti mismo como un sistema biológico y también de todos los sistemas biológicos esto por aquí es una visualización de un exo quinasa una variedad de la misma y solo para darte una idea de la escala esto es una molécula de glucosa y este de aquí es un atp y se van a unir estos son los dos sustratos que se unirán en el sitio activo es posible que haya un ajuste inducido donde esto se ajusta a su alrededor a dejar la carga y podría doblar las moléculas de una manera determinada haciendo que sean más propensos a interactuar juntando un poco más estas moléculas y así vas a lograr que ocurra la reacción y una vez que se produce la reacción ya no va a querer estar unida a los sustratos que ahora son los productos de la reacción y entonces se van a soltar pero la enzima no ha cambiado y eso es una propiedad importante de una enzima no es que tenga un solo uso y ya puedes seguir haciendo esto una y otra y otra vez una enzima hará esto un montón de veces y ahora lo que quiero mostrarte es una visualización tridimensional que obtuve en un sitio web así que déjame ir a buscar eso aquí está esta simulación o este modelo y esto es en realidad una exo quinasa la exo quinasa puede presentarse en diferentes variedades y es una cosa bastante bonita de ver y ésta ha sido visualizada de maneras diferentes cuando busques imágenes de proteínas en sitios web o en algún otro lugar las encontrarás a veces representadas con estos modelos de barras y esferas a veces las verás en modelos de espacios llano y a veces las verás de esta manera donde puedes ver las estructuras puedes ver las hélices alfa aquí que estudiamos cuando hablamos de estructuras de proteínas y también se pueden ver algunas láminas beta y esto te da una apreciación de los sitios de unión y de cómo pueden interactuar esta de aquí es una molécula de atp y luego aquí al lado creo que está una molécula de glucosa y observa que se han unido al sitio activo y ahora pueden interactuar entre sí la enzima like so quinasa en este caso puede ayudar a facilitar la reacción la fosforilación de la glucosa así que espero que imágenes como éstas tengan una apreciación de lo complejas y lo hermosas que estas cosas realmente son