Holoenzima

Qué es la holoenzima

El prefijo procede del griego hólos (ὅλος), que significa todo o entero. Aplicado a una enzima, señala precisamente eso: la molécula entera, con todas sus piezas montadas y lista para trabajar. Es un término del siglo XX, documentado por primera vez hacia 1943, cuando la bioquímica empezó a distinguir con claridad entre la proteína y los elementos accesorios que muchas enzimas requieren.

Muchas enzimas no son solo proteína. Su cadena de aminoácidos aporta la estructura, el pliegue tridimensional y el sitio donde se acopla el sustrato, pero le falta algo para completar la química de la reacción. Ese algo es el cofactor. La proteína aislada, sin el cofactor, recibe el nombre de apoenzima y permanece inactiva. En cuanto se le añade lo que le falta, pasa a ser holoenzima. La ecuación es sencilla: apoenzima más cofactor igual a holoenzima.

Apoenzima, cofactor y coenzima: cómo encajan

El cofactor puede ser de dos naturalezas. En un caso es un ion metálico, como el zinc, el magnesio, el hierro, el cobre o el manganeso, que participa directamente en la reacción o sostiene la forma de la proteína. En el otro caso es una molécula orgánica, y entonces se habla de coenzima. Buena parte de las coenzimas derivan de vitaminas, lo que explica por qué ciertas carencias vitamínicas se traducen en fallos enzimáticos.

Dentro de las coenzimas conviene separar dos situaciones según lo fuerte que sea la unión. Cuando el componente orgánico se ancla de forma estable, a menudo por enlace covalente, se llama grupo prostético; el grupo hemo de la catalasa es un ejemplo. Cuando la unión es reversible, la coenzima se acopla y se suelta según haga falta, de manera que al retirarla la enzima vuelve a ser apoenzima inactiva. La anhidrasa carbónica ilustra bien el papel del ion: sin el zinc de su centro activo no transforma el dióxido de carbono. Otras holoenzimas conocidas son la piruvato quinasa, que necesita potasio y magnesio, o la citocromo oxidasa, con hierro y cobre.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa "holo" en holoenzima?

Entero o completo, del griego hólos (ὅλος). Frente a la apoenzima, que es solo la parte proteica, la holoenzima es la enzima al completo, con su cofactor incorporado.

¿Qué diferencia hay entre holoenzima y apoenzima?

La apoenzima es la proteína sola, sin cofactor, y no tiene actividad. La holoenzima es esa misma proteína ya unida a su cofactor, en su forma activa. Son dos estados de la misma molécula: uno incompleto e inerte, otro completo y funcional.

¿Toda enzima es una holoenzima?

No. Hay enzimas que catalizan su reacción solo con la proteína, sin ningún cofactor, y en ellas la distinción entre apoenzima y holoenzima carece de sentido. El término holoenzima se reserva para las enzimas que sí dependen de un cofactor para funcionar, como la anhidrasa carbónica o la catalasa.

Referencias

1. Biology LibreTexts. Cofactors and Energy Transitions.
2. ScienceDirect Topics (Elsevier). Holoenzyme.
3. ScienceDirect Topics (Elsevier). Apoenzyme.