Efectos del pH y la Temperatura

HOZBOR D; LODEIRO A

Catálisis enzimática Fundamentos químicos de la vida

EDULP

Año: 2016; p. 137 - 147

Durante los primeros estudios de la catálisis enzimática referidos en el Cap. 3 la situaciónera bastante caótica y los investigadores no se ponían de acuerdo sobre lo que estabancaracterizando. Si bien la mayoría de ellos trabajaban con la invertasa, los resultados eranmuy poco reproducibles de un laboratorio a otro. Justamente fueron Michaelis y Mentenquienes se decidieron a sistematizar los experimentos y en ese esfuerzo se dieron cuenta deque el control del pH era fundamental. El hecho de que los otros no hayan notado este hechose debió a que estaban acostumbrados a los experimentos de química general, donde elcontrol del pH muchas veces involucra valores muy ácidos o muy alcalinos, pero difícilmentese controla el pH en el rango de la neutralidad. De hecho, es una particularidad de labioquímica actual que las constantes de equilibrio y las energías libres de Gibbs se midan apH = 7,0 y es por ello que las nombramos con un tilde, para diferenciarlas de las mástradicionales de la química. Por otro lado, los primeros investigadores razonaban que si lasenzimas actúan en el entorno celular en un medio acuoso, todo lo que había que hacer eraextraerlas en agua para no alterar las condiciones fisiológicas. Es por esto que desconfiabande la adición de buffers artificiales, pero todavía no tenían una noción acabada de los efectosde diluir los buffers naturales que existen en la célula ni tampoco valoraban la cuestión de lacompartimentalización celular, que se rompe al hacer la extracción. Asimismo, había pocasposibilidades de controlar la temperatura: los incubadores termostatizados no existían en esaépoca ni tampoco había un conocimiento acabado sobre los fenómenos de desnaturalizaciónde las proteínas por calor, si bien se sabía que había cierta desestabilización y que la mismaera revertida en parte por la presencia del sustrato.Hoy sabemos que estas dos variables: pH y temperatura, juegan un rol fundamental en lacatálisis enzimática. Esto es así a tal punto que no puede expresarse una unidad de actividadsi no se informa a qué pH y temperatura se refiere. Estas dos variables afectan tanto a laenzima como al sustrato y también al curso de la reacción. Tienen influencia tanto en laestabilidad estructural de la enzima como en las constantes cinéticas, con lo cual no soloafectan la velocidad de la reacción sino también la proporción de enzima activa que hay en lamuestra. El efecto del pH sobre el sustrato también determina la proporción de sustrato en laforma iónica adecuada para unirse a la enzima. De modo que el estudio de estos factorespuede ser muy abarcativo, por lo cual encararemos aquí los conceptos fundamentales acercade cómo estas dos variables afectan la catálisis enzimática.