Efectos del pH y la temperatura - Hozbor, Daniela Flavia (2016)
Durante los primeros estudios de la catálisis enzimática referidos en el Cap. 3 la situación era bastante caótica y los investigadores no se ponían de acuerdo sobre lo que estaban caracterizando. Si bien la mayoría de ellos trabajaban con la invertasa, los resultados eran muy poco reproducibles de un laboratorio a otro. Justamente fueron Michaelis y Menten quienes se decidieron a sistematizar los experimentos y en ese esfuerzo se dieron cuenta de que el control del pH era fundamental. El hecho de que los otros no hayan notado este hecho se debió a que estaban acostumbrados a los experimentos de química general, donde el control del pH muchas veces involucra valores muy ácidos o muy alcalinos, pero difícilmente se controla el pH en el rango de la neutralidad. De hecho, es una particularidad de la bioquímica actual que las constantes de equilibrio y las energías libres de Gibbs se midan a pH = 7,0 y es por ello que las nombramos con un tilde, para diferenciarlas de las más tradicionales de la química. Por otro lado, los primeros investigadores razonaban que si las enzimas actúan en el entorno celular en un medio acuoso, todo lo que había que hacer era extraerlas en agua para no alterar las condiciones fisiológicas. Es por esto que desconfiaban de la adición de buffers artificiales, pero todavía no tenían una noción acabada de los efectos de diluir los buffers naturales que existen en la célula ni tampoco valoraban la cuestión de la compartimentalización celular, que se rompe al hacer la extracción. Asimismo, había pocas posibilidades de controlar la temperatura: los incubadores termostatizados no existían en esa época ni tampoco había un conocimiento acabado sobre los fenómenos de desnaturalización de las proteínas por calor, si bien se sabía que había cierta desestabilización y que la misma era revertida en parte por la presencia del sustrato. Hoy sabemos que estas dos variables: pH y temperatura, juegan un rol fundamental en la catálisis enzimática. Esto es así a tal punto que no puede expresarse una unidad de actividad si no se informa a qué pH y temperatura se refiere. Estas dos variables afectan tanto a la enzima como al sustrato y también al curso de la reacción. Tienen influencia tanto en la estabilidad estructural de la enzima como en las constantes cinéticas, con lo cual no solo afectan la velocidad de la reacción sino también la proporción de enzima activa que hay en la muestra. El efecto del pH sobre el sustrato también determina la proporción de sustrato en la forma iónica adecuada para unirse a la enzima. De modo que el estudio de estos factores puede ser muy abarcativo, por lo cual encararemos aquí los conceptos fundamentales acerca de cómo estas dos variables afectan la catálisis enzimática.