El reconocimiento molecular y cómo funcionan las enzimas

Artículo escrito por Elena Posada

Hace unas semanas empezamos una serie de entradas relacionadas con la Química Supramolecular, que como hablamos es un campo de la química novedoso y de gran importancia actual debido a sus aplicaciones y la gran cantidad de procesos que nos permite explicar y entre los que destacan los biológicos, por ser muy llamativos.

En la entrada anterior hablamos de las interacciones que se forman, y a partir de esta entrada hablaremos de los diferentes procesos y de aplicaciones actuales y futuras de este campo de la química.

Uno de los procesos que se producen gracias a la química supramolecular es el reconocimiento molecular, que consiste en que una molécula reconoce a otra y se une a ella. Como esto suena un poco raro, pondré ejemplos porque además creo que es la mejor forma de entenderlo.

Uno de los ejemplos más llamativos es el de las enzimas. Éstas son proteínas que actúan como catalizadores, para acelerar las reacciones en nuestro cuerpo en lugar de aumentar la temperatura. Como ya mencionamos en la anterior entrada, las proteínas tienen una estructura tridimensional dependiendo de su composición y de las interacciones que se forman. Pues bien, en parte, gracias a esta estructura tridimensional, las enzimas reconocen a la molécula sobre la que quieren actuar (sustrato) encajándose con ella, de forma similar a como lo hace una llave en una cerradura.

Aunque además de este factor geométrico, existen también factores electrónicos, ya que se forman interacciones entre la molécula sustrato y la enzima[1].

Este fenómeno es muy específico, porque la enzima en cuestión es capaz de distinguir ya no solo la molécula en concreto sobre la que tiene que actuar, sino que es capaz de distinguir entre isómeros quirales (moléculas simétricas, cómo se muestra en la siguiente figura)

El reconocimiento molecular también permite defenderse a nuestro organismo frente a agentes infecciosos, es decir, a los anticuerpos a luchar contra los antígenos (agentes infecciosos).

Todas las células presentan proteínas en su membrana celular, algunas de estas proteínas son específicas de un tipo de células. Pues bien, nuestros anticuerpos están preparados para reconocer algunas de las proteínas que presentan los patógenos en su membrana, y para reconocerlos usan el reconocimiento molecular, de una forma muy similar a la que usan las enzimas para reconocer el sustrato sobre el que actúen.

Nuestros linfocitos (uno de los responsables de defender a nuestro organismo) presentan algunos anticuerpos en su membrana, proteínas con formas determinadas que ayudan a protegernos de determinada infección. Estos anticuerpos se pueden generar después de pasar algunas infecciones. Cuando los linfocitos se encuentran con agentes externos a nuestro organismo, comprueban si estos presentan proteínas que encajen con los antígenos (otras proteínas) de su membrana. En caso de encajar, se unen a ese agente infeccioso y lo destruyen.

Sin embargo, no todo lo relacionado con el reconocimiento molecular nos ayuda, ya que el mismo proceso que usan los linfocitos para localizar y destruir a los agentes infecciosos que entran en nuestro organismo, es el mismo proceso que emplean los agentes infecciosos para infectar las células que necesitan infectar, reconociendo el tipo de célula por las proteínas que presentan en sus membranas, y así comenzar la infección.

[1] http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Protein_function/Lock_and_Key

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