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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, usted deberá ser capaz de:
Describir las relaciones estructurales entre las vitaminas B específicas y ciertas coenzimas.
Resumir los cuatro mecanismos catalíticos principales y cómo pueden combinarse mediante enzimas para facilitar las reacciones químicas.
Explicar el concepto de “ajuste inducido” y cómo facilita la catálisis.
Resumir los principios subyacentes de los inmunoensayos ligados a enzimas.
Describir cómo el acoplamiento de una enzima a la actividad de una deshidrogenasa puede simplificar muchos ensayos enzimáticos.
Identificar las proteínas cuyos niveles plasmáticos se utilizan para el diagnóstico y el pronóstico.
Describir la aplicación de endonucleasas de restricción y de polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción en la detección de enfermedades genéticas.
Ilustrar la utilidad de la mutagénesis dirigida al sitio para la identificación de residuos de aminoacilo que están implicados en el reconocimiento de sustratos o efectores alostéricos, o en el mecanismo de catálisis.
Describir cómo las “etiquetas de afinidad” pueden facilitar la purificación de una proteína expresada a partir de su gen clonado.
Indicar la función de proteasas específicas en la purificación de las enzimas etiquetadas por afinidad.
Discutir los eventos que condujeron al descubrimiento de que los RNA pueden actuar como enzimas y describir brevemente el concepto evolutivo de un “mundo RNA”.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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Las enzimas, que catalizan las reacciones químicas que hacen posible la vida en la Tierra, participan en la descomposición de los nutrientes para suministrar energía y componentes químicos, lograr el ensamblaje de esos bloques en proteínas, DNA, membranas, células y tejidos, y posibilitar el aprovechamiento de la energía para potenciar la motilidad celular, la función neuronal y la contracción muscular. Casi todas las enzimas son proteínas. Excepciones notables incluyen RNA ribosomales y un puñado de moléculas de RNA imbuidas con actividad de endonucleasa o nucleótido ligasa conocidas colectivamente como ribozimas. La capacidad de detectar y cuantificar la actividad de enzimas específicas en sangre, otros fluidos tisulares o extractos celulares proporciona información que complementa la capacidad del médico para diagnosticar varias enfermedades. Muchas condiciones patológicas son consecuencia directa de cambios en la cantidad o en la actividad catalítica de enzimas claves que resultan de defectos genéticos, déficits nutricionales, daño tisular, toxinas o infección por patógenos virales o bacterianos (p. ej., Vibrio cholerae).
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Además de servir como catalizadores para todos los procesos metabólicos, la impresionante actividad catalítica, la especificidad del sustrato y la estereoespecificidad de las enzimas les permiten cumplir funciones únicas en la salud y el bienestar humanos. La proteasa renina, por ejemplo, se utiliza en la producción de quesos, mientras que la lactasa se emplea para eliminar lactosa de la leche para beneficiar a los individuos intolerantes a la lactosa. Las proteasas y amilasas aumentan la capacidad de los detergentes para eliminar la suciedad y las manchas, mientras que otras enzimas pueden participar en la síntesis estereoespecífica de fármacos complejos o antibióticos.