¿Qué es la actividad catalítica?
La actividad catalítica es el aumento de la velocidad y la energía de una reacción química por una sustancia que no se modifica en la reacción. En los sistemas biológicos, se realiza mediante enzimas que son esenciales para los procesos normales de la vida. Al reducir la energía necesaria para iniciar una reacción, las vías enzimáticas aumentan la velocidad a la que las células realizan funciones químicas esenciales. La catálisis está controlada por enzimas reguladoras. Algunos de estos implican cambios en la estructura de la enzima, mientras que otros operan alterando el entorno celular en el que tiene lugar la actividad catalítica.
En la química general, la actividad catalítica o catálisis es cualquier cambio (aumento o disminución) en la velocidad de reacción de un agente que no cambia químicamente por el proceso. En la industria, esto puede significar cualquier cantidad de agentes utilizados para aumentar la velocidad y el rendimiento de las reacciones, pero en bioquímica, la actividad catalítica se refiere al trabajo de las enzimas, las proteínas que se encuentran en todos los organismos que median la mayoría de las funciones celulares, incluido el metabolismo. Pocos procesos biológicos ocurrirían a una velocidad suficiente para mantener la vida sin catálisis enzimática.
Algunas reacciones no ocurrirían en absoluto sin la actividad catalítica de las enzimas. Ordinariamente, muchas moléculas tienen una barrera energética para reaccionar juntas. Llamada energía de activación, este límite debe superarse para que las reacciones químicas continúen.
En algunos casos, un umbral de energía de activación alto significa que es poco probable que los reactivos reaccionen solos, o lo harán a una velocidad lenta. Cuando las enzimas se unen temporalmente a uno o más reactivos, la energía de activación necesaria disminuye y la velocidad de reacción se acelera. Las enzimas también pueden inhibir la activación de otras enzimas y ralentizar el proceso.
La actividad enzimática a menudo da como resultado reacciones bioquímicas de múltiples pasos, cada una de las cuales depende de un catalizador diferente y dependen del producto del paso anterior. Físicamente, la actividad catalítica de muchas enzimas diferentes ocurre en el mismo orgánulo celular, lo que acelera la velocidad de reacción como resultado. Los cambios en el pH y la temperatura pueden, hasta cierto punto, trabajar en sinergia para aumentar el ritmo de catálisis. Las temperaturas más allá de cierto rango pueden dañar la estructura de las proteínas de una enzima, haciéndola incapaz de actividad.
En los sistemas biológicos, la actividad catalítica está regulada por varios mecanismos diferentes. Las enzimas generalmente están hechas de proteínas precursoras inactivas, y estas se activan solo a través de la acción de otra enzima o un cambio ambiental como el movimiento desde el interior de la célula hacia el exterior. La inhibición por retroalimentación reduce la catálisis cuando el producto de una o más rutas enzimáticas se acumula en la célula, bloqueando la liberación o fabricación adicional de la enzima que catalizó la reacción inicial. Del mismo modo, cantidades reducidas de los productos de reacción aumentarán la producción de la enzima.