CATALIZADORES

Prof. Natalia Rodríguez

Biología

• Catalizador es una sustancia capaz de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo o inhibidor) una reacción

• No alteran el balance energético, sino que permite que se alcance mas rápido o mas lento el equilibrio

Características:

• Permanece en el tiempo

• No se consume• Se puede volver a

utilizar

• Es específico• Actúa en pequeñas

cantidades

• Los catalizadores por lo tanto participan en la catálisis: proceso a través del cual se incrementa la velocidad de una reacción química

Tipos de catálisis

• Homogénea: El catalizador y el reactivo están en una misma fase

• Heterogénea: El catalizador y reactivo se encuentran en distintas fases

Energía de activación

En

ergí

a

Transcurso de la reacción

Complejoactivado

Reactivos

∆H<0

Energía de activación

Transcurso de la reacción

Complejoactivado

Reactivos

∆H>0

En

ergí

a

Reacción exotérmica Reacción endotérmica

Productos

Productos

E.A

E.A

Los catalizadoresnegativos aumentan laenergía de activación

Los catalizadorespositivos disminuyen

la energía de activación

E.A sin catalizadorE.A con catalizador negativoE.A con catalizador positivo

CATALIZADOR BIOLÓGICO: ENZIMAS

• Las enzimas son proteínas por lo tanto están formadas de elementos primarios

• C, H, O, N, P y S.

• Cuya función es disminuir la energía de activación de una reacción química.

Características de las enzimas

• Los enzimas son catalizadores.

• Actúan en pequeña cantidad.

• Son altamente especificas.

• Se recuperan al final de una reacción.

• No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables.

• No modifican el equilibrio químico.

• Aceleran la velocidad de reacción.

Acción enzimática

• Se basa en la especificidad enzimática que puede ser de dos tipos:

Especificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobre la que el enzima ejerce su acción catalítica.

Especificidad de acción. Cada reacción está catalizada por un enzima específico.

• La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición.

• El sustrato se une al enzima a través de interacciones en un lugar específico , el centro activo, que es una pequeña porción del enzima, constituido por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato.

• Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteicas. En función de su naturaleza se denominan:

Cofactor: Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas.

Coenzima: Cuando es una molécula orgánica.

Clasificación de enzimas

Nomenclatura de las enzimas

1.- Nombres particulares : Toman el nombre del descubridor.

2.- Nombre sistemático: El nombre sistemático de un enzima consta actualmente de 3 partes: el sustrato preferente, el tipo de reacción realizado, terminación “asa”.

3.- Código de la comisión enzimática: Identificado por un código numérico, encabezado por las letras EC, seguidas de 4 números separados por puntos.

Modelos de acción de las enzimas

• Hay dos modelos sobre la forma en que el sustrato se une al centro activo del enzima:

Modelo llave - cerradura.Modelo del ajuste inducido.

1.- Modelo llave-cerradura: La estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias, de la misma forma que una llave encaja en una cerradura.

2.- Modelo del ajuste inducido: En algunos casos, el centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato, lo cual desencadena un cambio conformacional.

Desnaturalización de las enzimas

• Es el proceso de perdida de sus funciones catalíticas.

• Producido por factores: Temperatura.pH.

1.- Temperatura.• En general, los aumentos de tº aceleran las

reacciones: 10ºC de aumento, la Vrx se duplica. Sin embargo, a partir de cierta tº, se empiezan a desnaturalizar.

• La tº a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima.

• Por encima de esta tº, el aumento de la Vrx es contrarrestado por la pérdida de actividad catalítica y la actividad decrece rápidamente hasta anularse.

2.- pH

• Como la conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas, habrá un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica. Este es el llamado pH óptimo.

• La mayoría de los enzimas son muy sensibles a los cambios de pH. ya que pocas décimas por encima o por debajo del pH óptimo pueden afectar drásticamente su actividad.