Sustrato
Un sustrato es una molécula sobre la que actúa una enzima. Se carga un sustrato en el sitio activo de la enzima, o en el lugar que permite que se formen enlaces débiles entre las dos moléculas. Se forma un complejo de sustrato enzimático y las fuerzas ejercidas sobre el sustrato por la enzima hacen que reaccione y se convierta en el producto de la reacción deseada. Los enlaces que se forman entre el sustrato y la enzima provocan el cambio conformacional, o cambio de forma, en la enzima. El cambio de forma resultante es lo que aplica presión al sustrato, ya sea forzando a las moléculas a unirse o desgarrándolas.
Casi todas las moléculas de nuestro cuerpo son moléculas de sustrato en algún momento. Debido a la gran cantidad de energía y tiempo necesarios para que se produzcan la mayoría de las reacciones, cada reacción necesita una enzima específica que la ayude. Una enzima hace esto reduciendo la energía requerida para que se produzca una reacción entre las moléculas de sustrato o dentro de una molécula. Una vez que ha tenido lugar la reacción, el sustrato ahora es químicamente diferente y se llama producto. Sin embargo, muchos productos químicos producidos por nuestro cuerpo se formulan mediante muchos pasos más pequeños, conocidos como intermedios, cada uno con su propia enzima. Los productos de una reacción se convierten en el sustrato de la siguiente reacción, hasta que se alcanza el producto final. Es así como toman forma todos los materiales de nuestro cuerpo.
Nutrientes, recolectados por un organismo, se digieren en el intestino. Aquí, las enzimas reconocen varias formas de alimentos como el sustrato sobre el que actúan y trabajan para separarlos. Una vez descompuestos, estos productos se transportan a varias células del cuerpo. Ahora llamados sustratos nuevamente, nuevas enzimas trabajan en estas sustancias para combinarlas en moléculas más grandes e incorporarlas al cuerpo. El hecho de que una sustancia se considere o no un sustrato depende de a qué reacción se dirige y de qué reacción proviene. Una vez que un sustrato se convierte en un producto, puede volver a convertirse instantáneamente en un sustrato si una enzima diferente puede actuar sobre él. Debido a que las enzimas son específicas y disminuyen el tiempo de reacción, podemos producir muchas sustancias químicas que serían completamente imposibles sin pasos intermedios, y las enzimas hacen la mayor parte del trabajo.
Ejemplos de sustrato
Lactosa
La lactosa es un azúcar producido en la leche. Los mamíferos suelen producir leche para sus crías. Contiene una mezcla de grasas, proteínas y hormonas de crecimiento para que un mamífero joven gane mucho peso en poco tiempo. Curiosamente, los humanos son los únicos animales que beben leche de otra especie de forma no depredadora. Si bien algunos grandes depredadores seguramente consumirán la leche de un mamífero que acaban de matar, solo los humanos beben deliberadamente la leche proporcionada por las vacas. No es sorprendente que muchas personas tengan intolerancia a la lactosa o incapacidad para procesar el azúcar lactosa.
Lactasa, la enzima necesaria para actuar sobre la lactosa como sustrato, es producida por los humanos cuando son bebés para lidiar con la lactosa en la leche materna. Una vez destetada de la leche materna, el sustrato lactosa ya no está presente para que la enzima actúe. La lactosa, además de ser un sustrato de la lactasa, también actúa sobre tu ADN.
Se cree que en presencia de lactosa ese ADN produce más lactasa. Una vez destetado, el cuerpo produce poca o ninguna lactasa, lo que provoca intolerancia a la lactosa. Sin embargo, la mayoría de las personas continúan bebiendo leche de vaca casi inmediatamente, o al mismo tiempo, con el destete de la leche materna. De esta manera, puede procesar continuamente la lactosa, lo que podría no ser bueno. Estudios recientes han demostrado que las hormonas de crecimiento, el colesterol y las proteínas animales en la leche de vaca pueden no ser buenas para su salud, como mamífero adulto sano. A pesar de que,
Inhibidores de la ECA como bloqueadores de sustrato
Si conoce a alguien que esté tomando inhibidores de la ECA, probablemente sepa que las píldoras los están ayudando a mantenerse con vida, pero no tiene idea de cómo. ACE significa enzima convertidora de angiotensina. Esta enzima es responsable de producir una molécula conocida como angiotensina II, que hace que los músculos alrededor de los vasos sanguíneos se contraigan. Estos pequeños músculos ejercen presión sobre la sangre. Normalmente, ayudan a mantener el flujo sanguíneo con cantidades saludables de presión. Si el cuerpo genera demasiada angiotensina II, o si los vasos sanguíneos están obstruidos, una mayor presión puede hacer que los vasos estallen o se cierren completamente. Ambas son afecciones potencialmente mortales.
Afortunadamente, los inhibidores de la ECA se crearon para ser «imitadores» de sustrato. Los inhibidores de la ECA tienen aproximadamente el mismo tamaño y forma que la angiotensina I, el sustrato de la enzima convertidora de angiotensina. En lugar de unirse al sustrato, la enzima se une al inhibidor. A diferencia del sustrato, el inhibidor no puede sufrir una reacción química y se pega a la enzima. Al regular la cantidad de inhibidor de la ECA administrada a una persona, se puede afectar la eficacia de todas sus enzimas convertidoras de angiotensina y se verá un nivel más bajo de angiotensina II en la sangre y los tejidos. Sin este químico, los músculos alrededor de los vasos sanguíneos se relajan y la presión arterial disminuye. Una presión arterial más baja previene muchas de las condiciones peligrosas que pueden surgir de la presión arterial alta.
Términos de biología relacionados
- Complejo de sustrato enzimático : una pseudomolécula grande que se forma cuando el sustrato ingresa al sitio activo de una enzima.
- Cambio conformacional: cambio estructural en una enzima debido a la formación del complejo de sustrato enzimático.
- Intermedio : una molécula que no cumple ninguna función, pero que existe como parte de una ruta hacia otra molécula.
- Sitio activo : el lugar de una enzima al que el sustrato puede unirse débilmente, lo que provoca un cambio conformacional en la enzima.
