Sitio catalítico

Modelo cerradura-llave

Una enzima une a una molécula de sustrato en una región de la enzima denominada lugar activo. El lugar activo es con frecuencia un bolsillo o una hendidura rodeada por cadenas laterales de aminoácidos que facilitan la unión del sustrato y por otras cadenas laterales que intervienen en la catálisis. La compleja estructura terciaria de las enzimas hace posible que en este bolsillo se ajuste el sustrato de manera muy estrecha, lo cual explica la extraordinaria especificidad de la catálisis enzimática. Esta posibilidad fue reconocida ya en 1894 por el gran bioquímico alemán Emil Fischer, que propuso la hipótesis de la cerradura y la llave para explicar la acción enzimática.

Modelo inducido

 Según este modelo, la enzima acomoda el sustrato específico de la misma manera que la cerradura lo hace con la llave específica.  La enzima no acepta simplemente al sustrato, sino que también exige que el sustrato se distorsione a algo cercano al estado de transición. Esta hipótesis del ajuste inducido propuesta por Daniel Koshland en 1958, continúa siendo el modelo más aceptado para la catálisis enzimática. El ajuste inducido implica la distorsión de la enzima, así como la del sustrato. Esta distorsión puede ser local o puede comportar un cambio importante de la conformación de la enzima.

Las enzimas hacen algo más que distorsionar o colocar simplemente sus sustratos. Se encuentran cadenas laterales de aminoácidos específicos colocados en los lugares adecuados para facilitar el propio proceso catalítico. En muchos casos estas cadenas laterales son grupos ácidos o básicos que pueden impulsar la adición o eliminación de protones. En otros casos, la enzima contiene un ion metálico en la posición exacta para participar en la catálisis. Así una enzima une el sustrato o sustratos, reduce la energía del estado de transición e impulsa directamente el acontecimiento catalítico. Cuando el proceso catalítico se ha completado, la enzima deber ser capaz de liberar el producto o productos y volver a su estado original, para estar preparada para un nuevo ciclo de catálisis. 

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