Cual de las siguientes vitaminas
necesita la presencia de bilis a nivel
intestinal para poder absorberse:
a) VITAMINA K
b) NIACINA
La haptocorrina es una proteína que se
encuentra en saliva e intestino, tiene
capacidad para unirse a:
a) Vitamina A
b) Vitamina B12
Cual de los siguientes compuestos
corresponde a la forma activa de la
vitamina D:
a) Calcitriol
b) Acido retinoico
c) NAD
La principal función del fosfato de
piridoxal es ser un activo antioxidante?
¿Los iones Calcio actúan manteniendo
el potencial de membrana?
A través de un sistema de bombas, con
gasto de ATP, Cual de los siguientes iones
es expulsado hacia el líquido extracelular?
a) Potasio
b) Sodio
c) Hierro
Cual de los siguientes iones se encuentra
en mayor concentración en líquido
extracelular y regula presión osmótica:
a) Cloruro
b) Potasio
BOLILLA 2
• ENZIMAS: Naturaleza Química- Propiedades GeneralesNomenclatura y Clasificacion- Coenzimas y Grupos Prostéticos.
• Complejo ES- Ecuación de Michaelis Menten y Ecuación de
Lineweaver Burk- Inhibición competitiva y no Competitiva.
• Actividad Enzimática: Unidad de enzima- Actividad específicaActividad molecular
• Factores que afectan la actividad enzimatica: [Enzima]- pH – T- [S]
• Regulación Enzimática: Enzimas alostéricas (propiedades y
cinética)- Zimógenos- Modulación Covalente
• Isoenzimas: Propiedades e importancia.
QUE SON LAS ENZIMAS
• La mayoría de las ENZIMAS (E) son
PROTEINAS
• Las ENZIMAS tienen la capacidad de
AUMENTAR LA VELOCIDAD de las
reacciones, por ello se denominan
CATALIZADORES BIOLOGICOS
• La sustancia sobre las cuales actúan se
denominan SUSTRATO
• Ningún ser vivo puede vivir sin las
ENZIMAS
• La mayoría de las reacciones deben ser
catalizadas para que ocurran en el tiempo
y el momento que la célula lo requiere.
• Las enzimas deben ser sintetizadas
correctamente, con las estructuras
proteicas: primaria, secundaria, terciaria y
cuaternaria si la tuviera
• Cualquier alteración de la síntesis de estas
proteínas puede llevar a una patología
• A veces estas alteraciones puede
solucionarse con cambios en la dieta.
Transformaciones mediadas por enzimas
• Transformación de moléculas complejas
en moléculas simples y viceversa
ENZIMAS
PAN
PAPAS
ALMIDON
n (GLUCOSA)
ENZIMAS
ARROZ
GLUCOGENO
(GLUCOSA)n
CARNES
SOJA
LECHE
ENZIMAS
PROTEINAS
n (AMINOACIDOS)
ENZIMAS
NUEVOS AMINOACIDOS,
OTROS COMPUESTOS
NITROGENADOS
ENZIMAS
PANCETA
CHIZITOS
GRASAS
MONO
TRIGLICERIDOS
ENZIMAS
CHORIZOS
TRIGLICERIDOS
GLICEROL
+3 AC.GRASOS
REACCION EZIMATICA
E
+
S
ES
Enzima Sustrato Complejo
ES
E
+
Enzima
P
Producto
GLUCOSA
ATP
D-Glucosa
Glucoquinasa
-P
GLUCOSA-6P
ADP
CARACTERISTICAS DE LAS ENZIMAS
• SITIO DE UNION AL SUSTRATO (Sitio Activo)
Uniones no Covalentes: Puente de hidrógeno
Hidrofóbicas
Electrostáticas
• SON ESPECIFICAS
• NECESITAN DE FACTORES ENZIMATICOS:
Inorgánicos (metales) y orgánicos (Coenzimas)
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS
Único
sustrato
ALTA
ESPECIFICIDAD
Lactato
Deshidrogenasa (LDH)
LACTATO
ESPECIFICIDAD RELATIVA
Hexoquinasas
HEXOSAS
Grupo de
sustratos
Km
diferente
glucosa, manosa y fructosa
DENOMINACION DE LAS ENZIMAS
• NOMBRE DEL SUSTRATO O DEL PRODUCTO
CON LA TERMINACION ASA:
sacarasa, ureasa, amilasa
• ALGUNAS TIENEN NOMBRES arbitrarios
ptialina salival, pepsina del jugo gástrico
• CADA ENZIMA TIENE UN NOMBRE ASIGNADO
POR LA COMISION INTERNACIONAL DE
ENZIMAS
Tipos de reacciones catalizadas
por enzimas
•
•
•
•
•
Oxido-reducción
Rotura y formación de enlaces C-C
Reorganizaciones internas
Transferencia de grupos
Reacciones de condensación
CLASIFICACION
Clase
-
subclase
Lactato
1
deshidrogenasa
1-OXIDORREDUCTASAS
Alcohol deshidrogenasa
(EC 1.1.1.1)
2. TRANSFERASAS
Hexoquinasa
(EC 2.7.1.2)
1
-
subsubclase
1
-
nº de orden
27
3. HIDROLASAS
Carboxipeptidasa A
(EC 3.4.17.1)
4. LIASAS
Piruvato
descarboxilasa
(EC 4.1.1.1)
5. ISOMERASAS
Fumarasa ó malato
isomerasa
(EC 5.2.1.1)
6. LIGASAS
Piruvato
carboxilasa
(EC 6.4.1.1)
Ejemplos de Enzimas que requieren iones
metálicos como cofactores
Citocromo oxidasa
Catalasa
Fe++ ó Fe+++
Peroxidasa
Anhidrasa carbónica
Zn++
Hexoquinasa
Glucosa-6-fosfatasa
Mg++
Piruvato quinasa
Piruvato quinasa
K+
Niacina
NAD, NADP
Ion Hidruro (:H -)
Riboflavina
(Vit.B2)
FAD, FMN
Electrones
Tiamina
(Vit. B1)
PP-tiamina
Aldehídos
Ac. pantoténico
Coenzima A
Grupos
aciloS
Ac. fólico
FH4
Grupos
monocarbonados
Piridoxina
(B6)
P-piridoxal
Grupos aminos
Ac.lipoico
Lipoamida
e- y grupos acilos
PDH GAD
SDH
PDH, TC
Tiolasa
Ser-Treon.
Deshidrat.
GPT
PDH
HOLOENZIMA
ENZIMA
TOTAL
COENZIMAS
=
APOENZIMA
PROTEÍNA
TERMOLÁBIL
+
COENZIMA
NO PROTEÍNICA
TERMOESTABLE
Transportadores de
grupos funcionales
Transportadores
de electrones
DISTRIBUCION DE LAS ENZIMAS
• COMPARTIMENTALIZACION: Diferentes
localización dentro de la célula.
• SISTEMAS MULTIENZIMATICOS: Enzimas
relacionadas agrupadas formando verdaderos
complejos
• ENZIMAS MULTIFUNCIONALES: Una enzima
que presenta distintos sitios catalíticos
ACTIVIDAD ENZIMATICA
• Unidades Internacionales
Cantidad de enzima que cataliza la
transformación de 1 umol de S por minuto
1 katal = 6 x 107 U.I.E.
mmol de S transformados
U.I.E. =
min
• Actividad Específica
Actividad enzimática por cada miligramo de
proteína presente en la muestra
U.I.E.
Actividad específica =
mgr de proteína
• Actividad Molecular ó Numero de Recambio
Moléculas de S convertibles en P por unidad de
tiempo y por molécula de enzimammol de S transformados/min
Actividad molecular =
Mol de enzima
ACTIVIDAD ESPECIFICA
A
B
Prot.Tot: ∑
+
+ +
Prot.Tot: ∑
+
+
Prot.Tot: ∑
+
D
Actividad
=
específica
U.I.E.
Activ. Enzimática
=
mgr de proteína
Prot. totales
Prot.Tot: ∑
CINETICA ENZIMATICA
Representación de la ecuación de
Michaelis - Menten
Vo
Leonor Michaelis y Maud Menten
[S]
GRÁFICA DOBLE RECÍPROCA O DE
LINEWEAVER-BURK
Ordenada al origen = 1/Vmáx.
Pendiente= Km/Vmáx
Intersección c/eje x = - 1/Km
INHIBICION ENZIMATICA
COMPETITIVA
INHIBICION
REVERSIBLE
NO COMPETITIVA
ACOMPETITIVA
POR ENLACE COVALENTE
INHIBICION
IRREVERSIBLE
DIFP
Penicilina
Quimotripsina
Transpeptidasa
(Análogos del estado de transición)
INHIBIDOR SUICIDA
Alopurinol
Xantina oxidasa
INHIBICION REVERSIBLE
INHIBICION COMPETITIVA
E + S
ES
E + P
E
+
I
E
EI
Ki =
E
[E] [I]
[EI]
KM ap = Km(1 + [I]/Ki)
Ejemplo de Inhibidor competitivo
Fumarato + FAD+
Succinato + FADH2
Succinato
deshidrogenasa
COO(CH2)2
COOSuccinato
COOCH2
COOMalonato
v
Gráfica
de M-M
Km
Km ap
[S]
1/v
Gráfica
de L-B
-1/Km
-1/Kmap
1/[S]
INHIBICION NO COMPETITIVA
E
E + S
ES
+
+
I
I
E
E + P
I
I
EI + S
E
ESI
E
I
I
v
Gráfica
de M-M
Km
[S]
1/v
Gráfica
de L-B
Vmax.s/I
Vmáx ap.=
Km(1 + [I]/Ki)
-1/Km
1/[S]
Características de los diferentes tipos de
inhibición reversible
Tipo de
inhibición
El Inhibidor
se une a
Competitiva
E
Efecto
s/Vmáx
Efecto
s/Km
Ninguno
Aumenta
Disminuye
Ninguno
Km c/I. = Km s/Inh. (1+ [I]/Ki)
No competitiva
E y ES
Vmáx c/I= Vmáx. s/Inh. / 1 + [I]/ Ki
Acción de inhibidores a distinta
concentración
COMPETITIVA
Pendiente = Km / Vmáx
NO COMPETITIVA
INHIBICION IRREVERSIBLE
. Por unión covalente del inhibidor
- Acetilcolinesterasa
- Quimotripsina
Enzima
inactivada
Diisopropilfluorfosfato (DFP)
INHIBICION IRREVERSIBLE
. Inhibidor suicida
Se une al sitio activo de la enzima y ésta cataliza la modificación
del inhibidor a otro compuesto que permanece unido a la enzima.
El ALOPURINOL es un inhibidor suicida que actúa sobre la
enzima xantina oxidasa (degradación de purinas).
Se forma el oxopurinol el cual queda unido a la enzima.
Factores que afectan la actividad enzimática
• pH
• Temperatura
• Concentración de Enzima
• Concentración de Sustrato
EFECTO DE LA CONCENTRACION DE
SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD INICIAL
Efecto de la concentración de
enzima sobre la actividad
v
[E]
Concentración saturante de
sustrato, pH y temp. constantes
Influencia del pH sobre la
actividad enzimática
Actividad
enzimática
pH
Ejemplos de enzimas con
diferentes pH óptimo
Influencia de la Temperatura sobre la
actividad enzimática
Actividad
enzimática
T. óptima
T(ºC)
ISOENZIMAS
 Diferentes formas moleculares de una
misma enzima.
 Son sintetizadas por genes diferentes
 Tienen diferente composición aminoacídica
por lo que pueden separarse por electroforesis.
Catalizan la misma reacción, actuando sobre
el mismo sustrato para dar el mismo producto
Dos isoenzimas presentan en general
diferentes valores de Km y Vmáx.
 Se encuentran ubicadas en diferentes
compartimentos de la célula ó en diferentes
tejidos.
 Son utilizadas en clínica para determinar
el origen del tejido dañado
Lactato deshidrogenasa (LDH)
Presenta 5 isoenzimas con distinta
composición en cuanto a sus subunidades
y c/u es específica de un tejido.
H4
H3M
M > Músculo
H > Corazón
H2M2
HM3
M4
Ejemplo de isoenzima: Glucoquinasa y
hexoquinasa
Actividad
enzimática
Glucoquinasa
Hexoquinasa
Km. hexq
Km. glucq
[glucosa mmol/l
REGULACION DE LAS REACCIONES
CATALIZADAS POR ENZIMAS
REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS
ENZIMAS ALOSTERICAS
REGULACION POR
PROTEINAS
REGULACION DE LA SINTESIS
DE LAS ENZIMAS
REGULACION COVALENTE
REGULACION
POR PROTEOLISIS
ENZIMAS INDUCIBLES
ENZIMAS ALOSTERICAS
Enzima
1
Enzima
2
Enzima 1
MODULADORES POSITIVOS
Enzima
Enzima
3
4
ENZIMA ALOSTERICA
MODULADORES NEGATIVOS
Bifurcación de una vía metabolica
PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS
ALOSTERICAS
• Poseen un sitio de unión a un metabolito regulador (sitio
alostérico)
• La unión del metabolito a la enzima es de carácter
reversible y no covalente.
• En general poseen dos o mas sitios reguladores.
• La mayoría posee dos o mas cadenas polipeptídicas o
subunidades.
• En general tienen un comportamiento cinético sigmoideo
CINETICA DE UNA ENZIMA ALOSTERICA
Curva Sigmoidea
Regulación de la actividad de la Aspartato
transcarbamilasa (ATCasa)
v
Aspartato (mM)
EJEMPLOS DE ENZIMAS
ALOSTERICAS
• Hexoquinasa, Fosfofructoquinasa y Piruvato
Quinasa
Vía glicolítica
• AcetilCoA carboxilasa
• Aspartato Transcarbamilasa
Biosíntesis de lípidos
Biosíntesis de nucleó
tidos pirimidínicos
• Glutamato Deshidrogenasa
Degradación de
aminoácidos
• Citrato sintasa, isocitrato y a-cetoglutarato
deshidrogenasas
Ciclo de Krebs
REGULACION POR MODIFICACION
COVALENTE
HO-CH2
CH2- HO
(Cadena lateral de Ser)
Fosforilasa b
(menos activa)
Fosforilasa
quinasa
ATP
2 Pi
ADP
2 H2 O
P -O-CH2
Fosforilasa
fosfatasa
CH2- O- P
Fosforilasa a
REGULACION POR PROTEOLISIS
• Por eliminación de una cadena peptídica, enzimas
inactivas se convierten en enzimas activas y
viceversa.
ZIMOGENOS
• Las enzimas digestivas: pepsinógeno y
quimotripsinógeno se convierten en las enzimas
activas pepsina y tripsina.
• Suele ocurrir una activación secuencial
produciéndose una cascada de activaciones. Ej.
Coagulación sanguínea.
REGULACION POR PROTEINAS
• Modifican la actividad de enzimas
involucradas en el metabolismo celular.
Por ej. Indirectamente activando o
inhibiendo la actividad de la glutamina
sintetasa.
• RNA polimerasa: Asn, Gln, Glu, Lys y Arg
forman enlaces hidrógenos con las bases
del DNA
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