bolilla 1: enzimas. introducción: nomenclatura y clasificación
Post on 30-Dec-2015
51 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BOLILLA 1: ENZIMAS.
Introducción: Nomenclatura y clasificación. Determinación de la actividad enzimática.
Unidades. Complejo enzima-sustrato. Sitio activo.
Cinética enzimática. Factores que modifican la actividad enzimática.
Tipos de Inhibiciones. Regulación.
Enzimas alostéricas. Propiedades y cinética. Control por proteínas: activación proteolítica.
Modulación covalente. Isoenzimas.
Regulación de la expresión génica: represión e inducción enzimática.
ECUACIÓN DE LINEWEAVER-BURK
Ordenada al origen = 1/Vmáx.
Intersección c/eje x = - 1/Km
El valor de km guarda relación inversa con la afinidad de la
E por el S
A MAYOR AFINIDAD, A MAYOR AFINIDAD, MENOR VALOR DE KmMENOR VALOR DE Km
• Los valores de Km y Vmax de una enzima se
determinan experimentalmente
• Midiendo las velocidades iniciales de reacción a
diferentes [S].
• Esta representación de dobles recíprocas tiene
la ventaja de permitir una determinación mas
precisa de Vmax, valor que solo puede
obtenerse a partir de la fórmula de Vo frente a
[S].
Kd
La k2 es la velocidad de descomposición del [ES], es una reacción lenta y limita la velocidad de reacción global la
velocidad de la reacción completa será proporcional a la [ES]
[S] >>>>> [E]
Incorpora las K de velocidad de todas las reacciones entre [ES] y los P
Número de recambio
Kcat /Km
• Cuando la [S] es muy baja, la relación kcat/Km se comporta como una K de velocidad de segundo orden.
• Esta K tiene un valor máximo dado por la frecuencia con la que pueden colisionar las moléculas de E y S.
• Es la velocidad de difusión del S en el sitio activo de la E.
• En los seres vivos, para aquellas enzimas que no alcanzan este grado de eficacia, el proceso se optimiza con la organización de la enzimas en los complejos multienzimáticos.
INHIBIDORES ENZIMÁTICOS
•Agentes químicos que inhiben la acción catalítica de enzimas.
•Algunos ejercen su acción uniéndose a sitios o grupos funcionales esenciales de la E.
•Estas sustancias son de gran utilidad para estudiar algunos aspectos de la acción enzimática.
•Por ejemplo, que grupos funcionales son los que participan en la catálisis o son responsables de asegurar los requerimientos estructurales para la unión E-S.
•La inhibición puede ser reversible o irreversible.
INHIBIDORES IRREVERSIBLES
•Sustancias que producen un cambio permanente en la molécula de enzima.
•Producen un deterioro de su capacidad catalítica.
•Ej. Insecticidas, «inhibidores suicidas» (semejantes estructuralmente al S y ocupan el sitio activo, caso del allopurinol- xantina oxidasa como tratamiento de la Gota)
INHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAINHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
INHIBIDORES REVERSIBLES
•Sustancias que producen un cambio de la capacidad catalítica de la enzima pero su acción no es permanente, el complejo [EI] se disocia rápidamente.
•La inhibición reversible puede ser:
COMPETITIVA
NO COMPETITIVA
ACOMPETITIVA
El efecto de inhibición competitiva se logra por diferentes mecanismos:
a)I con estructura similar al S, ambos compiten por el sitio activo de la E.
b)I que se unen al sitio activo aunque no tengan similitud estructural con el S.
c)I y S se unen a diferentes sitios de la E, pero la unión de uno impide la del otro, porque induce cambios conformacionales en la E.
La inhibición de tipo competitivo se revierte aumentando la [S].
De ese modo tiende a desplazar al I de su unión con la enzima.
INHIBIDORES REVERSIBLES COMPETITIVOS
Semejanza estructural
INHIBIDORES REVERSIBLES NO COMPETITIVOS
• La unión S-E no esta afectada, porque el I se une a la E libre o al [ES].
• Una vez formado el [ESI] la enzima se inactiva.
• El valor de Km no se modifica, pues el S reacciona con la E igual que en ausencia del I.
• Ejemplos: reactivos que se unen a grupos –SH de cisteína, indispensables para algunas enzimas, iones metálicos (Cu2+, Hg2+ y Ag2+).
• Otros I se unen a los metales componentes de la E, por ejemplo: cianuro se une fuertemente al Fe de los citocromos, catalasas y así bloquean su actividad.
INHIBIDORES REVERSIBLES NO COMPETITIVOS
Se unen a la E en un sitio diferente al sitio activoEste tipo de inhibición no es revertida por aumento de la [S]
INHIBIDORES ACOMPETITIVOSINHIBIDORES ACOMPETITIVOS
Son inhibidores reversibles.Son inhibidores reversibles.El I se une al complejo ES El I se une al complejo ES ESI ESI
Hay 2 reacciones que producen:Hay 2 reacciones que producen:1- ESI1- ESI2- P2- P
Este tipo de inhibición se da en casos en los Este tipo de inhibición se da en casos en los cuales participan varios sustratos en la reaccióncuales participan varios sustratos en la reacción. .
No es revertida por aumento de la [S].No es revertida por aumento de la [S].
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAREGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
La AE en las células se ajusta a las necesidades fisiológicas, cambiantes
permanentemente.
A [S] bajas, la AE es proporcional a los niveles de S.
En condiciones fisiológicas, la [S] se encuentra por debajo o próxima al Km, así los niveles de S, determinarán la mayor o menor
AE.
A mayor [S] mayor AE
La E que cataliza la primera etapa de una vía metabólica suele ser reguladora.
• Los seres vivos han generado mecanismos para regular
las rutas bioquímicas.
• La regulación es esencial por las siguientes razones:
Mantenimiento de un estado ordenado no hay
desperdicio de recursos.
Conservación de la energía utilización de la En
suficiente en las células, para consumir los nutrientes
según sus necesidades energéticas.
Respuesta a variaciones ambientales son los ajustes
rápidos que deben realizar las células (pH, [S], T°C), por
su capacidad de aumentar o disminuir la velocidad de
las reacciones específicas.
Enzimas Constitutivas Compartimentalización
ENZIMAS ALOSTÉRICASENZIMAS ALOSTÉRICAS
Moduladores, modificadores o efectores alostéricos Moduladores, modificadores o efectores alostéricos •Positivos o negativos para la AE. •Efector Homotrópico: el propio sustrato actúa como efector positivo.•Efector Heterotrópico: efector diferente del sustrato.
Regulación por retroinhibición o Feed- back negativo
• Tanto la inhibición como la activación son reversibles.
• El agente modificador actúa uniéndose a la E en un sitio diferente al sitio catalítico
Estas Enzimas Alostéricas, además del sitio catalítico, presentan otros sitios reguladores donde se unirán moléculas que actúan sobre su AE.
Modifican la conformación de la E
• Los moduladores alostéricos (-) no deben ser confundidos con los Inhibidores.
• Sus efectos cinéticos son diferentes.
• No miden cambios conformacionales entre formas activas e inactivas de la enzima.
Forma T
Forma R
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAENZIMAS ALOSTÉRICAS
Modificación enzimática inmediata Curvas sigmoideas: las enzimas con este tipo de
cinética pueden regular la [S]
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
MODIFICACIÓN COVALENTEMODIFICACIÓN COVALENTE(modificación enzimática mediata o minutos )
Adición o remoción de grupos fosfato sobre residuos de Serina, Treonina o Tirosina
específicos de la enzima.Quinasas de proteínas
familia de enzimas que catalizan reacciones de
fosforilación utilizan como dador del grupo fosfato al
ATP.Fosfatasas de
proteínas separan los grupos fosfatos de las enzimas fosforiladas
QUINASA DE
PROTEÍNAS
ATP ADP
ENZIMA
OH
ENZIMA
OPO3=
HPO4= H2O
FOSFATASA DE PROTEÍNAS
Otros grupos: adenilo, uridilo, metilo
Glucógeno fosforilasa
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS ENZIMÁTICA ENZIMÁTICA A NIVEL GÉNICOA NIVEL GÉNICO
(modificación enzimática en horas o días)
INDUCCIÓN síntesis enzimática aumentada
REPRESIÓN síntesis enzimática disminuida
CONSECUENCIA cambios en la población total de sitios activos.
Una enzima puede responder a más de un tipo de regulación
Hígado: no inhibida por G-6-P
Músculo: inhibida por G-6-P
top related