Las enzimas, también conocidas como catalizadores biológicos, son un grupo de compuestos químicos orgánicos con actividad dentro o fuera de las células. Tienen funciones catalíticas, catalizando reacciones químicas que, sin su presencia, difícilmente sucederían. Esta capacidad hace que sean adecuadas para aplicaciones industriales, por ejemplo en la industria farmacéutica o alimentaria.
En los sistemas vivos, la mayoría de las reacciones bioquímicas se da en las vías metabólicas, es decir, reacciones en cadena en que el producto de una reacción es utilizado como reactivo en la reacción siguiente.
Las enzimas se descubrieron en el siglo XIX, al parecer por Louis Pasteur, que llegó a la conclusión de que la fermentación del azúcar en alcohol por la levadura era catalizada por enzimas. En 1878, Wilhelm Kühne utiliza por primera vez el término enzima para describir esta levadura.
Más tarde, Eduard Buchner demostró que la fermentación se debe a la acción de las enzimas y no a la acción fisiológica sencilla de las células de levaduras. Este descubrimiento le valió el Premio Nobel de Química en 1907.
¿Cómo actúan las enzimas?
Las enzimas son proteínas, comúnmente conocidas como catalizadores biológicos que tienen la capacidad de aumentar la velocidad de las reacciones bioquímicas, convirtiendo tales reacciones mucho más rápido y también de forma bastante específica.
Las enzimas sólo actúan en ciertas moléculas llamadas sustratos (que son los reactivos). Una célula viva puede contener alrededor de 3.000 enzimas diferentes, cada una catalizando una reacción específica en la cual un sustrato es transformado en los productos apropiados.
Por lo general, las enzimas son proteínas de dimensiones superiores que contienen uno o más activos centros. Es en estos lugares se producen interacciones con el sustrato. Los centros activos sólo son compatibles con ciertas moléculas, tales como la relación entre una cerradura y una llave. Esta teoría se conoce como la teoría de la llave-cerradura y fue desarrollada por el químico alemán Emil Fischer en 1894. Esta teoría puede explicar la especificidad de las enzimas, pero no explica por el hecho de que experimentalmente verificar que la enzima se puede unir a sustratos de diferentes tamaños y formas.
En 1958, Daniel Koshland sugiere una modificación al modelo de llave-cerradura (modelo de encaje inducido). Así, una vez que las enzimas exhiben estructuras flexibles, el centro activo altera su forma interactuando con el sustrato, mientras ese mismo sustrato va interactuando con la enzima. Esta secuencia puede ser observada en la figura presentada a continuación.
Fig. 1 – Modelo de encaje inducido © Wikipedia.org
Aplicaciones de las enzimas
Las enzimas digestivas reducen los alimentos en componentes más pequeños que se absorben más fácilmente en el intestino.
Las enzimas se utilizan a gran escala en muchas industrias. A continuación presentamos algunos ejemplos: Se utilizan en la industria alimentaria (panadería, producción de cerveza y vino, productos lácteos), industria textil, de papel y celulosa (eliminación de depósitos en la máquina de papel), bronceado, cosméticos y detergentes de producción (en los productos limpieza, hay ciertos tipos de enzimas que ayudan a digerir las grasas y las proteínas presentes en las manchas), entre las más importantes.
Uno aplicación industrial importante es la producción de antibióticos. También se utilizan en la medicina, en la investigación de laboratorio y en la medición de las concentraciones de sustancias de interés clínico (por ejemplo, análisis clínicos).
Conclusión sobre las enzimas
Las enzimas son esenciales para aumentar la eficiencia de los procesos industriales, así como otras reacciones que requieren su presencia, pudiendo ser aplicado en muchas situaciones diferentes, presentando muchas veces ventajas en relación a los catalizadores químicos.
Por otro lado las enzimas son componentes esenciales para la supervivencia de muchos seres vivos, al igual que nosotros los seres humanos. Ellas son responsables de almacenamiento de energía, facilitan la digestión y activan las funciones de respiración para la visión. Las enzimas son sustancias esenciales para la vida.
