¿Pueden las hormonas alterar la actividad enzimática en las células?
1. Regulación Alostérica: Las hormonas pueden unirse a sitios alostéricos específicos de las enzimas, provocando cambios conformacionales que pueden aumentar o disminuir la actividad enzimática. Por ejemplo, la hormona insulina se une a los sitios alostéricos de la glucógeno fosforilasa, una enzima implicada en la descomposición del glucógeno. La unión de la insulina reduce la afinidad de la enzima por su sustrato, la glucosa-1-fosfato, disminuyendo así la actividad de la glucógeno fosforilasa e inhibiendo la degradación del glucógeno.
2. Modificación covalente: Algunas hormonas pueden inducir modificaciones covalentes de enzimas, como la fosforilación, la glicosilación o la acetilación. Estas modificaciones pueden alterar la estructura y actividad de la enzima. Por ejemplo, la hormona glucagón estimula la producción de AMP cíclico (AMPc), que activa la proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA). La PKA fosforila varias enzimas, incluida la glucógeno sintasa, una enzima responsable de la síntesis de glucógeno. La fosforilación por PKA inactiva la glucógeno sintasa, lo que lleva a una disminución de la síntesis de glucógeno.
3. Regulación de la expresión genética: Las hormonas pueden regular la expresión de genes que codifican enzimas específicas. Al alterar los niveles de estas enzimas, las hormonas pueden influir en las vías metabólicas. Por ejemplo, la hormona tiroidea aumenta la transcripción de genes que codifican enzimas implicadas en el metabolismo energético, como la ATP sintasa y la citocromo oxidasa. Esto conduce a un aumento general de la tasa metabólica celular.
4. Activación proteolítica: Ciertas hormonas pueden activar enzimas mediante escisión proteolítica, convirtiendo precursores inactivos en formas activas. Un ejemplo bien conocido es la activación de proenzimas de zimógeno (p. ej., pepsinógeno, tripsinógeno) en el sistema digestivo. Hormonas como la gastrina y la colecistoquinina estimulan la liberación de estos zimógenos, que luego son escindidos en sus formas activas por enzimas proteolíticas.
5. Regulación de la síntesis de enzimas: Las hormonas pueden controlar la síntesis de enzimas específicas alterando la transcripción y traducción de los genes correspondientes. Esto puede provocar cambios en la abundancia de enzimas dentro de las células y, en consecuencia, afectar la actividad enzimática. Por ejemplo, la hormona estrógeno regula positivamente la expresión del gen que codifica la aromatasa, una enzima responsable de convertir la testosterona en estradiol.
En general, las hormonas pueden influir en la actividad enzimática mediante regulación alostérica, modificaciones covalentes, regulación de la expresión génica, activación proteolítica y modulación de la síntesis enzimática. Estos mecanismos permiten que las hormonas ejerzan control sobre diversos procesos celulares y mantengan la homeostasis fisiológica.