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OBJETIVOS
Después de estudiar este capítulo, el lector debería:
Describir las relaciones estructurales entre las vitaminas B específicas y ciertas coenzimas.
Resumir las cuatro principales estrategias mecánicas empleadas por las enzimas para catalizar reacciones químicas.
Exponer los conceptos de los modelos de “cerradura y llave” y “ajuste inducido” para la interacción enzima-sustrato y cómo este último explica la naturaleza dinámica de la catálisis enzimática.
Esquematizar los principios subyacentes de los inmunoensayos ligados a enzimas.
Describir cómo se facilita la detección y medición de la actividad de muchas enzimas mediante el acoplamiento con una deshidrogenasa apropiada.
Identificar proteínas cuyos niveles plasmáticos se utilizan como biomarcadores para diagnóstico y pronóstico.
Detallar 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 detectar los residuos de aminoacilo que están involucrados en el reconocimiento de sustratos o efectores alostéricos, o en el mecanismo de catálisis.
Definir cómo las “etiquetas de afinidad” pueden facilitar la purificación de una proteína expresada a partir de su gen clonado.
Caracterizar los acontecimientos que llevaron al descubrimiento de que los RNA pueden actuar como enzimas y manifestar de forma breve el concepto evolutivo de un “mundo de RNA”.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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El premio Nobel (1946) James Sumner definió una enzima como “un catalizador de alto peso molecular y origen biológico”. Las enzimas catalizan las reacciones químicas que hacen posible la vida en la Tierra, como la descomposición de nutrientes para suministrar energía y componentes básicos biomoleculares; el ensamblaje de esos bloques de construcción en proteínas, DNA, membranas, células y tejidos, y el aprovechamiento de la energía con el objetivo de potenciar la motilidad celular, la función neural y la contracción muscular. Casi todas las enzimas son proteínas. Las excepciones notables incluyen los RNA ribosómicos y un puñado de moléculas de RNA imbuidas de actividad de endonucleasa o ligasa de nucleótido conocidas en conjunto como ribozimas. Muchas alteraciones patológicas son consecuencia directa de cambios en la cantidad o en la actividad catalítica de enzimas clave que resultan de defectos genéticos, déficit nutricionales, daño tisular, toxinas o infección por virus o bacterias patógenos (p. ej., Vibrio cholerae). Así, la capacidad de detectar y cuantificar la actividad de enzimas específicas en la sangre, otros líquidos tisulares o extractos celulares proporciona información que mejora la capacidad del médico para diagnosticar muchas enfermedades.
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Además de servir como catalizadores para todos los procesos metabólicos, la impresionante actividad catalítica y la especificidad de sustrato de las enzimas les permite 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 la lactosa de la leche en beneficio de las personas intolerantes a ese disacárido. Las proteasas y las amilasas aumentan la capacidad de los detergentes para ...