Un concepto clave en el término “alosterismo” o “alostería” es la alteración que la unión de una molécula (el efector) en un punto del enzima provoca en otro punto distinto, el lugar de unión del enzima al sustrato.La alostería juega un papel crucial en muchos procesos biológicos fundamentales, entre los que se incluyen la señalización celular y la regulación del metabolismo.Las enzimas alostéricas suelen estar constituidas por una o más subunidades formadas por cadenas polipeptídicas, por lo que generalmente son proteínas con una estructura cuaternaria.Las enzimas convencionales constan del llamado centro activo, una zona determinada a la cual se acopla el sustrato cuya transformación en producto catalizarán.Al tener diversas subunidades, las enzimas alostéricas poseen múltiples centros activos, lo que posibilita la unión cooperativa del sustrato u homoalosterismo.Estos estados corresponden a la conformación activa e inactiva del catalizador respectivamente.El segundo modelo, propuesto por Daniel Koshland, llamado modelo secuencial, permite diferentes estados en las subunidades de un mismo enzima, pero exige un encaje inducido, en el que en ausencia de efector la enzima existe en un único estado, y en otro en su presencia.Si las enzimas no estuviesen reguladas, unas trabajarían a mayor rendimiento que otras, pudiendo agotar la materia prima antes de lo necesario y dejando sin sustrato a otras enzimas.Es por ello importante poder regular y coordinar su actividad según las necesidades de la célula: si esta requiere más producto, crearlo cuando sea necesario; si no hay suficiente sustrato, reducir la actividad para no agotar la disponibilidad de este.Si hay mucha presencia de sustrato, la velocidad con la que se hará la reacción a producto será mayor que si no hubiese tanta cantidad de sustrato.Podemos ver entonces que el producto también sirve de inhibidor enzimático si este está en grandes cantidades.La explicación a esta representación es que una enzima que tiene una unión de tipo cooperativo no es eficiente ante la unión del sustrato si este está a concentraciones bajas, limitando así la producción de producto, pues el complejo Sustrato – Enzima no ha reaccionado bien.También se han estudiado estas enzimas por su importancia en la regulación de la glucemia,[7] el cáncer,[8] el Alzhéimer[9] o la esquizofrenia.[10] En todos los casos la regulación enzimática alostérica parece ser clave a la hora de tratar estas enfermedades.
(A) Conformaciones R y T. (B) Regulación por heteroalosterismo. (C) Regulación por homoalosterismo.
Gráfica sigmoidea de la actividad enzimática según la concentración de sustrato [S].
