aminoacidos proteinas y enzimas -...
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1
1
AMINOACIDOSPROTEINAS Y ENZIMAS
ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS
2
AMINOACIDOS
CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES
3
Estructura de los aminoácidosSubunidades monoméricas
ProteínasEnzimasAnticuerposOrganelos y órganos
Carbono alfa (quiral)Sustituyentes diferentesR cadena lateralZwitteriones (iónes hibridosAnfoterosAnfolitos (electrolitos anfóteros)
CCOOH
RH2N H
CCOO-
RH3N
+ H
C
H
R
N+H3
COOH
H+
C
H
R
N+H3
COO-
H+
C
H
R
N+H3
COO-
+1 0 +1 4
Estructura de los aminoácidos20 aminoácidos
Unidos covalentementeAsp = esparragosGlu= gluten (trigo)Tyr= (queso)Gly= (dulce)Lys
CCOO-
H3N+ H
CH2CH2CH2CH2N+H3
12 α
3 β
4 γ5 δ
6 ε
5
Estereoisomeros
Carbono quiral
Configuración tetraédrica
Imágenes no superponibles
(enantiomeros)
Excepto la Glicina
L-aminoácido (α-amino a la izquierda)
D-aminoácido (α-amino a la derecha)
La referencia es el gliceraldehído
CH +NH3
COO-
CH3
C HH3N +
COO-
CH3
L-alanina D-alanina
C HH3N+COO-
CH3
CH N+H3
COO-
CH3
CHO H
COO-
CH2OHCH OH
COO-
CH2OHL-gliceraldehído D-gliceraldehído
Los aminoácidos de las proteínas son L-estereoisomeros, por su actividad biológica en biomoléculas 6
Polaridad de los aminoácidosNO POLARES CON GRUPO R ALIFATICONO POLARES CON GRUPO R ALIFATICO
C
COO-
H
HH3N+ C
COO-
CH3
HH3N+ C
COO-
HH2N+ CH2
CH2 CH2
C
COO-
CH
HH3N+
CH3 CH3
C
COO-
CH2
HH3N+
CHCH3 CH3
C
COO-
CH
HH3N+
CH3
CH2
CH3
C
COO-
CH2
HH3N+
CH2
S
CH3
GlicinaGly (G)
AlaninaAla (A)
ProlinaPro (P)
ValinaVal (V)
LeucinaLeu (L)
IsoleucinaIle (I)
MetioninaMet (M)
POLARES CON GRUPO R NO CARGADOPOLARES CON GRUPO R NO CARGADO
ESTRUCTURA RESTRUCTURA RÍÍGIDAGIDA
C
COO-
CH2
HH3N+
OH
C
COO-
CH
HH3N+
OH
CH3
C
COO-
CH2
HH3N+
SH
C
COO-
CH2
HH3N+
C O
NH2
C
COO-
CH2
HH3N+
CH2
C O
NH2SerinaSer (S)
TreoninaThr (T)
CisteinaCys (C)
AsparaginaAsn (N)
GlutaminaGln (Q)
INTERACCIONES HIDROFOBICASINTERACCIONES HIDROFOBICAS
2
7
Polaridad de los aminoácidosAPOLARES CON GRUPO AROMATICOAPOLARES CON GRUPO AROMATICO
C
COO-
CH2
HH3N+ C
COO-
CH2
HH3N+
OH
C
COO-
CH2
HH3N+
NHC CH
FenilalaninaPhe (F)
TirosinaTyr (Y)
TriptofanoTrp (W)
GRUPOS R CARGADOS POSITIVAMENTEGRUPOS R CARGADOS POSITIVAMENTE
C
COO-
CH2
HH3N+
CH2
CH2
CH2
N+H3
C
COO-
CH2
HH3N+
CH2
CH2
NH
C N+H2
NH2
C
COO-
CH2
HH3N+
N
C NH
LisinaLys (K)
ArgininaArg (R)
HistidinaHis (H)
GRUPOS R CARGADOS GRUPOS R CARGADOS NEGATIVAMENTENEGATIVAMENTE
C
COO-
CH2
HH3N+
COO-
C
COO-
CH2
HH3N+
CH2
COO-
AspartatoAsp (D)
GlutamatoGlu (E)
Debido a que algunos aminoácidos están cargados eléctricamente, pueden tener una, dos o tres desprotonaciones 8
Propiedades y Características asociadas con aminoácidos
6.3-3.53.224.259.672.19147Glu (E)
5.3-3.52.773.659.601.88133Asp (D)
5.1-4.510.7612.489.042.17174Arg (R)
2.3-3.27.596.009.171.82155His (H)
5.9-3.99.7410.538.952.18146Lys (K)
4.2-3.55.659.132.17146Gln (Q)
4.3-3.55.418.802.02132Asn (N)
1.92.55.078.1810.281.96121Cys (C)
5.9-0.75.879.622.11119Thr (T)
6.8-0.85.689.152.21105Ser (S)
1.4-0.95.899.392.38204Trp (W)
3.2-1.35.6610.079.112.20181Try (Y)
3.92.85.489.131.83165Phe (F)
2.31.95.749.212.28149Met (M)
5.34.56.029.682.36131Ile (I)
9.13.85.989.602.36131Leu (L)
6.64.25.979.622.32117Val (V)
5.21.66.4810.961.99115Pro (P)
7.81.86.019.692.3489Ala (A)
7.2-0.45.979.602.3475Gly (G)
Ocurrencia Ocurrencia en proteen proteíínas (%)nas (%)
ÍÍndice de ndice de HidrofobicidadHidrofobicidad
pIpIpKpKRR(grupo R)(grupo R)
pK2pK2 ((--NH3+)NH3+)pK1pK1 ((--COOH)COOH)MrMrAMINOAMINOÁÁCIDOCIDO
No
pola
r G
rupo
R a
lifát
ico
Aro
mat
ico
Pola
r , R
sin
car
gaR
pos
itivo
R p
ositi
vo
9
Espectros de absorción
A=εbC
C
COO-
CH2
HH3N+ C
COO-
CH2
HH3N+
OH
C
COO-
CH2
HH3N+
NHC CH
FenilalaninaPhe (F)
TirosinaTyr (Y)
TriptofanoTrp (W)
10
Reacciones entre aminoácidos
PUENTES DISULFUROPUENTES DISULFURO
C
COO-
CH2
HH3N+
SH
C
COO-
CH2
HH3N+
SH
+
2H+ + 2e-
2H+ + 2e-
COO-
CHH3N+
CH2
S
S
CH2
CH +NH3
COO-
H3N+ CH
R1
C
O
OH + H N
H
CH
R2
COO-
H2O
H2O
H3N+ CH
R1
C
O
N
H
CH
R2
COO-
ENLACE PEPTIDICOENLACE PEPTIDICO
11
Reacciones entre aminoácidos
AMINOTERMINAL
CARBOXILOTERMINAL
Seril-glicil-tirosil-alanil-leucina
H3N+ C
CH2
H
C
O
N
H
OH
C
H
H
C
O
N
H
C
CH2
OH
C
OH
N
H
C
CH3
H
C
O
N
H
C
CH2
CHCH3 CH3
COO-
H
Nomenclatura desde el amino terminal hacia el carboxilo terminal
5
10
15
19
10
5
15
20
+NH3
Phe
Val
Asn
Gln
His
Leu
Cys
COO-Asn
SCys
Tyr
Asn
Gln
Tyr
Leu
Ser
S S
Cys
Val
Ser
Ala
Cys
Cys
Gln
Gln
Val
Ile
Gly
+NH3
Gly
Ser
His
Leu
Val
Glu
Ala
Leu
Cys
Gly
Glu
Arg
Phe
COO-
S
S
S
12
Configuración del enlace peptídico
•Cada enlace peptídico no puede rotar (resonancia), configuración planar
•Los enlaces N-Cα y Cα-C pueden rotar y sus ángulos se llaman Φ(phi) y ψ (psi) respectivamente se encuentran en configuración trans
HH
RR
Cα CCα
CαC
Cα
Cα
O O
NN
NN
H H
H
C
O
C
OH H
H
RR
AminoTerminal
CarboxiloTerminal
1.53 A1.53 A
1.32 A1.32 A
1.24 A1.24 A1.46 A1.46 A
ΦΦ ψψ
ΦΦ ψψ
ΦΦ ψψ
N
C
Cα
H
H
R
Cα
Cα
N
C O
N
O
C
Cα
H HΦΦ
ψψ
Cα NCα
O
H
Cα NCα
H
Oδ-
δ+Cα
O-
H
CαN+
3
13
ESTRUCTURA PRIMARIA
PRIMARIAPRIMARIAEnlaces covalentes entre aminoácidos y su
secuencia.Puentes disulfuroSin disposición espacial
14
Numero de residuos por molécula de proteína
245102Total
233Val
44Tyr
81Trp
238Thr
281Ser
94Pro
64Phe
22Met
1418Lys
196Leu
106Ile
23His
2314Gly
59Glu
103Gln
102Cys
83Asp
155Asn
42Arg
226Ala
QuimotripsinogenoQuimotripsinogenobovinobovino
Citocromo Citocromo ccBovinoBovino
AminoAminoáácidocido
15
ESTRUCTURA SECUNDARIA
(disposiciones espaciales)Hélice αHoja β
16
α-Hélice
Linus Pauling y Robert Corey estructuraron varias proteínas (1930)Astbury encontró que la α-queratina, posee una estructura regular cada 0.54 nm.La disposición de la cadena polipeptídica:
Rigidez del enlace peptídicoLibertad de rotaciónCompactamente enrollado al eje longitudinal de la moléculaLos grupos R sobresalen del esqueleto helicoidal.
17
α-Hélice
H
Cα
R HCα
ON
H
CARBONO
HIDROGENO
OXIGENO
NITROGENO
R
H
H
O
O
R
O O
O
H
H
H
H
C N
CH
Cα
RN
Cα
R
H
N
C
Cα
NC
CαN
CαH
R
R
R
C
NCα
R
H
O
O
N
H
H C
H
Cα
RADICAL
N
C
Cα
H
H
R
Cα
Cα
N
C O
N
O
C
Cα
H HΦΦ
ψψ
18
Hoja β
Segunda conformación (extendida)Fibroína y β-queratinaConformación en zig-zag o plieguesLos enlaces pueden ser intracatenarios o intercatenarios.Los grupos R sobresalen de la estructura zig-zag en direcciones opuestas (alternancia)Las cadenas polipéptídicas adyacentes
ParalelasParalelas: misma orientacion amino-carboxiloAntiparalelasAntiparalelas: orientaciones opuestas del amino-carboxilo.
4
19
Hoja β
20
Codos o giros β
Cα
ON
H
R
RC
O
N CCα
C
O
Cα
CαO
N
Cα
R
N Cα
R
H
R
N
CODO β
N
R
C
O
N C
C
O
Cα
O
NN Cα
R
H
Cα
Cα
Cα
R
H
CODO tipo I (Lys)
21
Representación de RamachandranLos ángulos Φ(phi) y ψ (psi) se repiten en cada residuo.
Muestra los valores permitidos y conformaciones permitidas en la mayoría de los residuos
22
Frecuencia de aminoácidos
α Hélice Conformación β Codos βGluMetAlaLeuLysPheGlnTrpIleValAspHisArgThrSerCysAspTyrProGly
23
Estructuras supersecundarias
Rizosy Lazos
A derechasA derechas A izquierdaA izquierda Giro Giro ββ
BarrilBarril SillaSillaConexiones entre hojas β hacia la derecha
Conexiones entre hojas βhacia la izquierda
Barril βEscalera β
αα--hhéélicelice esquinadaesquinadaAsa Hoja Asa Hoja ββ--αα--hhéélicelice--hoja hoja ββ
Conexiones Conexiones alternadas hoja alternadas hoja ββ
24
ESTRUCTURA TERCIARIA
Relaciones espacialesEstructura tridimensional completa
5
25
Estructura terciaria
Única estructura secundaria de las proteínas fibrosas.Varias estructuras secundarias proteínas globulares (alternadas).El resultado de interacciones de “largo alcance” en la secuencia de aminoácidosOtros aminoácidos promotores de giros:
Pro, Thr, Ser y GlyInteracciones Covalentes, Puentes disulfuro, Interaciones Hidrofóbicas (interiores)
26
Porcentaje de conformación
078Mioglobina (153
1240Lisozima (129)
039Citocromo c (104)
1738CarboxIpeptidasa (307)
3526Ribonucleasa (124)
4514Quimiotripsina (247)
ConformaciConformacióón n ββαα--HHééliceliceProteProteíína (residuos)na (residuos)
*RESIDUOS (%)*RESIDUOS (%)
* El % restante corresponde a cadena aleatoria
27
Proteínas Niveles Estructurales
COO-Asn
SHCysTyrAsnGlnTyrLeuSer
SH
CysValSerAlaCysCysGlnGlnValIleGly
+NH3
S
S
ESTRUCTURAESTRUCTURAPRIMARIA: PRIMARIA:
Secuencia de aminoácidos
ESTRUCTURAESTRUCTURASECUNDARIA: SECUNDARIA: α-helice
ESTRUCTURAESTRUCTURASECUNDARIA: SECUNDARIA: Hoja-β
ESTRUCTURAESTRUCTURATERCIARIATERCIARIAPlegamiento de dominios
ESTRUCTURAESTRUCTURATERCIARIATERCIARIAasociación de dominios o unidades
ESTRUCTURAESTRUCTURACUATERNARIACUATERNARIAAgregados proteicos (conjunto de dominios)
DOMINIOS: (regiDOMINIOS: (regióón n compacta independiente) compacta independiente) y su relaciy su relacióón espacial n espacial global global
28
PROTEINAS
CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES
29
CARACTERISTICAS
En la célulao Estructura celularo Catálisiso ADN proteínas
Macromoléculas abundantes
La estructura tridimensional es única
30
Características
CONFORMACICONFORMACIÓÓNN: : Disposición espacial estableMenor energíaComplicada incógnitaSecuencias de aminoácidos diferentes adoptan estructuras similares y viceversa
PROTEINAS NATIVASPROTEINAS NATIVASLas que se encuentran en su conformación funcional
6
31
Funciones Biológicas
EnzimasEnzimasProteProteíínas de Transportenas de Transporte: hemoglobinaProteProteíínas contrnas contrááctilesctiles: proveen contracción, movimiento: actina, miosina, tubulinaProteProteíínas estructuralesnas estructurales: colageno, elastina, fibroínaProteProteíínas de Defensanas de Defensa: inmunoglobulinas, fibrinógenoProteProteíínas Reguladorasnas Reguladoras: insulina,proteínas G
32
Clasificación estructural
OligomOligomééricaricaProteínas con una sola cadena de aminoácidos. Ribonucleasa
ProtomProtomééricaricaDos o más cadenas de aminoácidos llamadas subunidades. Hemoglobina
33
Proteínas y grupos químicos
ProteProteíínas Sencillasnas Sencillas: sin otros grupos adicionales, solo aminoácidos
ProteProteíínas Conjugadasnas Conjugadas: contienen uno o dos componentes químicos diferentes a los aminoácidos.
Grupo prostético: la parte no aminoácida
34
Proteínas conjugadas
FerritinaDeshidrogenásaCalmodulinaDinitrogenasaPlastocianina
HierroZincCalcioMolibdenoCobre
Metaloproteínas
Succinato deshidrógenasaNuleótidos de flavinaFlavoproteínas
HemoglobinaHemo (ferroporfirina)Hemoproteínas
Caseína de la lecheGrupo fosfatoFosfoproteínas
Inmunoglobulina GGlúcidosGlucoproteínas
β-lipoproteína de la sangreLípidosLipoproteínas
EjemploEjemploGrupo ProstGrupo ProstééticoticoClaseClase
35
Diferencias
Tipo de estructura secundaría única
Diferentes estructuras secundarias
Representan la mas de la mitad del peso corporal
Funciones catalíticas :enzimasFunciones metabólicas: Hormonas
Funciones estructurales (soporte estructura y forma)
Cadenas polipeptídicas plegadas en forma esférica
Cadenas polipeptídicas plegadas en forma de hoja o filamento
ProteProteíínas Globularesnas GlobularesProteProteíínas Fibrosasnas Fibrosas
36
Datos moleculares de algunas proteínas
126,9262,993,000Titina “conectina” (humana)125,628619,000Glutamino sintetasa (E. coli)14,536513,000Apolipoproteína B (humana)54,158450,000RNA polimerasa (E. coli)2972102,000Hexoquinasa (levadura)160968,500Seroalbumina (humana)457464,500Hemoglobina (humana)124522,000Quimotripsinogeno (bovino)324121,600Quimotripsina (páncreas bovino)115316,890Mioglobina (Corazón equino)112913,930Lisozima (Huevo Blanco de gallina)112413,700Ribonucleasa A (páncreas bovino)110413,000Citocromo c (humano)
Numero de Numero de cadenascadenas
PolipeptPolipeptíídicasdicas
NNúúmero mero dede
residuosresiduos
Peso Peso Molecular Molecular
(Da)(Da)ProteProteíínana
La masa molecular relativa de un residuo es alrededor de 128-18=110
7
37
Punto Isoelectrico
11.0Lisozima10.7Citocromo c9.5Quimiotripsinógeno7.0Mioglobina6.8Hemoglobina5.2β-Lactoglobulina5.0Ureasa4.9Albúmina Sérica4.6Albúmina de Huevo
~1.0PepsinapIpIProteProteíínana
38
PROTEINAS
APLICACIONES
39
Separación de Proteínas
EstandarMR
Proteínadesconocida
Miosina 200000
β Galactosidasa 116,250Glucogeno fosforilasa b 97,400
Seroalbumina bovina 67,200
ovoalbumina 45,000
Anhidrasa carbónica 31,000
Inhibidor de Tripsina de soya 21,500Lisozima 14,400
Proteínadesconocida
log
MR
Migración Relativa
40
Secuencia de aminoácidos
Proporciona información sobre la estructura tridimensionalFunciónLocalización CelularEvolución
proteínas homólogas: casi idénticas con residuos invariables o por sustituciones conservadas (Lys Gly)
41
Representación de Ramachandran
42
Secuencias con y sin conservación
8
43
Evolución
44
TAREA
MODELAR CON PALILLOS Y ESFERAS DE UNICEL LA HOJA BETA Y LA ALFA HELICE
UN PUNTO PARA PRIMER EXAMEN
EQUIPOS 1, 3, ALFA HELICE DERECHAEQUIPOS 5, 7, ALFA HELICE IZQUIERDAEQUIPOS HOJA BETA 2, 4 PARALELAEQUIPOS HOJA BETA 6 , 8 ANTIPARALELA
45
BUSQUEDAS (tarea individual)
Buscar una proteínaGen Bank: Base de datos de proteínas
1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/proteins/2. Protein sequence database3. Nombrar la proteína según la base de datos4. Graphics Sequence copiar la secuencia5. Pegarla en “Block de Notas”6. Traducir los aminoácidos
46
Búsqueda de secuencias similaresIngresar a Protein Data Bank
1. http://www.rcsb.org/pdb/search/advSearch.do?st=SequenceQuery2. Abrir el archivo de secuencia de aminoácidos que esta en la
pagina de Ingeniería Bioquímica I3. Copiar y pegar la secuencia (sin espacios), en la ventana del
portal de PDB (en la parte de sequence). 4. Elegir “FASTA”5. Click en “Submit Query”6. Escoger la primera proteína que salga7. Elegir la pestaña “sequence”8. Obtener las características de la configuración secundaria de
la proteína (porcentaje de α-helice, Hoja β, Puentes de hidrógeno) o imprimir esta.
9. Efectuar una grafica en excel que muestre el porcentaje de aminoácidos que participan en estas estructuras.
47
ENZIMAS
Son clave en la función biológicaSe han bautizado con el sufijo “asa”Transfieren electrones, átomos o grupos funcionales dador o
aceptor (por ello su codificación)Su deficiencia es notable
48
DEFICIENCIA ENZIMÁTICA
HemoglobinaHinchamiento de pies y manos, dolorAnemia Calciforme
Hesoaminidasa-ADebilidad MotoraEnfermedad de Tay-Sachs
Fosforribosil pirofosfatotransferasa
Sobreproducción de ácido úricoGota
GlucocerebrosidasaErosión de huesos y articulacionesEnfermedad de Gaucher
Adenosina desaminasaPerdida severa de la respuesta inmuneInmunodeficiencia
Hipoxantina-Guaninafosforibosil transferasa
Defectos neurologicos, retraso mental
Síndrome de Lesch-Nyhan
Canal de CloruroSecreción anormal en pulmones y glándulas sudoríparasFibrosis cística
Enzima o ProteEnzima o ProteíínanaEfectos FisiolEfectos FisiolóógicosgicosEnfermedadEnfermedad
9
49
ACTIVIDAD CATALÍTICA
HoloenzimaHoloenzima:Grupo prostGrupo prostééticotico: cofactor o coenzima unido covalentementeApoenzima o apoproteína: parte proteica
CofactorCofactor: iones inorgánicosCoenzimaCoenzima:
Complejo Orgánico o metal orgánicoTransportadores de grupos funcionalesGeneralmente son vitaminas
50
COENZIMA
FolatoGrupos Monocarbonados
Tetrahidrofolato
BiotinaCO2Biocitina
Vitamina B12H y grupos alquilo5’-Desoxiadenosil-cobalamina
Piridoxina (B6)Grupos AminoFosfato de Piridoxal
Ácido PantoténicoGrupo AciloCoenzima A
Ácido Nicotínico (niacina)
Ion HidruroNicotinamida Adenina-dinucleotido
Riboflavina (B2)ElectronesFlavina Adenina Dinucleótido
Tiamina (Vitamina B1)AldehídosTiamina pirofosfato
Precursores (dieta)Grupos Transferidos
Coenzima
51
COFACTORES
Glutation peroxidasaSeDinitrogenenasaMoUreasaNi2+
Piruvato quinasaK+
Arginasa, Ribonucleotido reductasaMn2+
Hexoquinasa, Glucosa 6-fosfatasaPiruvato Quinasa
Mg2+
Anhidrasa Carbónica, Alcohol deshidrogenasaZn2+
CitocromoCu2+
Citocromo, Catalasa, PeroxidasaFe2+ o Fe3+
EnzimaEnzimaCofactorCofactor
52
DOMINIOS
Gliceraldéhido 3P
53
http://www.genome.jp/kegg-bin/get_htext?ECtablehttp://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/search.htmlClasificación de enzimas
CLASIFICACIÓN INTERNACIONAL DE ENZIMAS
Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y C-N mediante reacciones acopladas a la rotura del ATP
Ligasas6
Trasnferencia de grupos dentro de moléculas dando formas isoméricas
Isomerasas5
Adición de grupos a dobles enlaces o formación de dobles enlaces por eliminación de grupos
Liasas4
Reacciones de Hidrólisis (transferencia de grupos funcionales al agua)
Hidrolasas3
Reacciones de transferencia de gruposTransferasas2
Transfiere electrones (iones hidruros o atómos de H+)Oxidoreductasas1
Tipo de reacciTipo de reaccióón catalizadan catalizadaClaseClaseNo.No.
54
CATALIZADORESSon compuesto que aceleran la reacción pero no participan en ella
SiSiSitio activo
NoSiRegulación de la actividad pormoléculas pequeñas
SiSiDesactivación
Alta presión atmosféricaAtmosféricaPresión de reacción
100-450°C (se emplean baños de arena o sales fundidas o aceites
25-70°CTemperatura de Reacción
Si, por la elevación de la temperatura
Si, Cofactores(Cu, Co, Mg,
Na, Fe, Ca)Activación
BajaAlta (papel biológico)Especificidad
NONOParticipan en la reacción
BajaBajaEnergía de activación
QUÍMICOSBIOLOGICOSCONDICION
10
55
PESOS MOLECULARES DE ENZIMAS
101,000-253,000Xilanasas
27,300-27500Proteasas
33,000-35,000TAG lipasa
23,000-92,000Celulasas
67,000-76,000α-Amilasa
PMEnzima
Peso mínimo de 7,000 requerido para que una enzima funcione como un catalizador estable en la conversión de sustratos 56
SITIO ACTIVO
B ) Cambio conformacional: el centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato, lo que da origen al producto
A
B
A) El modelo llave-cerradura el sustrato y la del centro activo son complementarias, de la misma forma que una llave encaja en una cerradura. (incertidumbre)
57Muchas reacciones son favorecidas por dadores o aceptores de electrones
TYRTYR
SERSER
HISHIS
CYSCYS
LYS, ARGLYS, ARG
GLU, ASPGLU, ASP
FORMA BASICA (ACEPTOR DE FORMA BASICA (ACEPTOR DE PROTONES)PROTONES)
FORMA FORMA ÁÁCIDACIDAPROTONADAPROTONADA
RESIDUOS DERESIDUOS DEAMINOAMINOÁÁCIDOSCIDOS
R COOH R COO--
R +N
H
H
HR NH2
..
R SH R S-
N N+R
HHN N
R
H
R OH R O-
R OH R O-
58
Transición Energética (Gibbs)
Sustrato(barra metálica)
Transición(barra doblada)
Ruptura(barra fragmentada)
Magnetos
a) No enzima) No enzimááticatica
b) Enzimb) Enzimáática complementaria al sustratotica complementaria al sustrato
c) Enzimc) Enzimáática complementaria al estado de transicitica complementaria al estado de transicióónn
59Otros como los aminoácidos, participan en el proceso catalítico 60
CAPACIDAD CATALÍTICA
Biologicos Actividad N(0°C) N(37°C)
Ribonucleasa Transferencia de grupos R 2 103
Tripsina Hidrólisis de péptidos 10-3 102
Papaina Hidrólisis de péptidos 10-2 101
Bromelina Hidrólisis de péptidos 10-2 10-1
Químicos 25°C T óptima
SiO2 Cracking 10-8 104 (420ºC)
Zeolitas Cracking 103 108 (325ºC)
V2O3 Hidrogenación 10-11 102 (350ºC)
Cu3Au Deshidrogenación 107 1010 (350ºC)
Al3-Al2O3 Isomerización 10-2 102 (60ºC)
N=nN=núúmero de recambio= No mero de recambio= No moleculasmoleculas / s/ s
11
61
VELOCIDADES ENZIMÁTICAS
1017Orotidina monofosfato descarboxilasa
1014Ureasa
1013Succinil CoA tranferasa
1012Fosfoglucomutasa
1011Carboxipeptidasa A
109Triosa fosfato isomerasa
107Anhidrasa carbonica
105CiclofilinaIncrementoIncrementoEnzimaEnzima
62
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS (Nivel)STICAS (Nivel)
AltoAltoBajoCostoCosto
IndeseableNoPosibleAplicaciAplicacióón n
MMúúltipleltiple
Microbiano (Vegetal, Animal
Intracelular
Microbiano ExtracelularOrigenOrigen
CristalinoCristalinoExtracto
crudoPurezaPureza
mg-µgg-mgTonEscalaEscala
ClClííniconicoAnAnáálisislisisIndustrialIndustrialCaracterCaracteríísticassticas
63
APLICACIÓN DE ENZIMAS
Fines terapéuticosEjemplo: Intolerancia a la lactosa
ClClííniconico
TerapéuticaEjemplo: análisis de glucosa en sangre
AnAnáálisislisis
Volúmenes GrandesBaja Pureza Ejemplo: Amilasas, Proteasas (detergentes)
INDUSTRIALINDUSTRIAL
CARACTERISTICASNIVEL
64
INHIBICIÓN ENZIMÁTICA
Perdida de sitios activos por unidad de catalizador
Perdida de los sitios activos se desnaturaliza
Sinterización Irreversible(alta temperatura)
IGUAL
Productos que reaccionan con el sitio activo. Ejemplo el cianuro en la cadena respiratoria
Envenenamiento
Igual (reversible)
El producto acumulado se une al sitio activo. Ejemplo el exceso de amoniaco novo de las Proteasas
Inhibición por producto
QUIMICOSQUIMICOSBIOLOGICOSBIOLOGICOS
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