enzimas: control de la actividad enzimática
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BIOQUIMICACLASE 7
Ddegraba igitalizada por Melilds 1
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CONTROL DE LA ACTIVIDAD
ENZIMÁTICA
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Control de la actividad enzimática
Enzimas reguladorasretroinhibición
Modificación covalente Enzimas alostéricas
Activacion por proteolisis
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REGULACION ENZIMÁTICA
MECANISMO DE RETROINHIBICIÓN
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ENZIMAS ALOSTERICASExisten sistemas enzimáticos en donde el producto de la reacción actúa como inhibidor especifico de una enzima situada al comienzo de la secuencia.Esta inhibición se asigna como:• Inhibicion por el producto• Inhibicion feed-back• Retroinhibición Estas enzimas reciben el nombre de enzimas alostericas propuestas por J. Monod,et.al y presentan un sitio diferente al centro activo al que se une reversiblemente
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ENZIMAS REGULADORAS POR RETROINHIBICION
Retroinhibición de la conversión de L-Treonina en L-isoleucina, catalizada por una secuencia de 5 enzimas. La treonina deshidratasa (E1) es inhibida alostericamente por la L-Isoleucina, producto final de la secuencia.
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Retroalimentación negativa en vías metabólicas
Asp + CP Carbamil aspartato CTP
Síntesis de pirimidinas
ATCasa
El producto final de la vía, CTP (citidin trifosfato) inhibe a laprimera enzima de la ruta metabólica, Aspartato transcarbamilasa
Al mismo tiempo, dicha enzima puede ser activada por ATP
ATP
+
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Control por Retroalimentación Negativa
Síntesis de Iso a partir de Tre en bacterias
Las altas concentraciones de Iso inhiben a la Treonina
deshidratasa
Síntesis de AMP y GMPLas altas concentraciones de AMP
y/o GMP inhiben a la PRPP sintetasa
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Modificación covalente
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Enzimas reguladoras2. Modulacion covalente reversibleFosforilacion AdenililacionUridililación ADP-ribosilaciónMetilación Carbamilación
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CARACTERISTICAS • Esta enzima presenta 2 formas:
Fosforilasa a: forma activaFosforilasa b: forma menos activa
• La fosforilasa a es una proteína oligomérica con 4 sub-unidades, cada una con una Ser. Fosforilada en su OH.
• Estos grupos fosfato pueden separarse por una fosforilasa fosfatasa, para pasar a fosforilasa b
• La fosforilasa b puede activarse por acción de la fosforilasa quinasa.
• Por tanto, la actividad de la fosforilasa del glucógeno es regulada por enzimas que desplazan el equilibrio entre sus formas activas e inactivas,
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FOSFORILACIÓN - DEFOSFORILACIÓN
La forma Fosforilada y no Fosforilada son diferentes y dependen de fosforilasas y fosfatasas.
Estas enzimas son interconvertibles.
La actividad de la protein quinasa y protein fosfatasa es regulada por hormonas y neurotransmisores
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Modificaciones covalentes de las enzimas
• Las formas activas e inactivas son interconvertibles por modificaciones covalentes de sus estructuras que son catalizadas por otras enzimas.
• Ej. Glucógeno fosforilasa de los tejidos animales que catalizan la degradación del polisacárido de reserva de glucógeno en glucosa mas fosfato.
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Formas de modificación covalente, 1
Fosforilación: Protein kinasas
Sobre residuos de Ser, Thr y Tyr
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La modificación estructural supone la esterificación de los términos hidroxilos de ciertos aa con el P del ATP
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Regulación Enzimática
Modificación Covalente
2 ATP
2 ADP
Glucagon (H)Adrenalina (M)
↑[cAMP]
2 H2O
2 Pi
Insulina
Glucógeno Fosforilasa b(menos activa)
- OH HO -
Glucógeno Fosforilasa a(más activa)
- Pi Pi -
Fosfoprotein Fosfatasa 1
(PP1)
Fosforilasa b quinasa
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MODIFICACION COVALENTE Residuos de aac que aceptan la modificación coovalente
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Formas de modificación covalente, 3
Adenilación: Sistema de la Glutamina sintetasa
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Formas de modificación covalente, 4
ADP-ribosilación: actúa NAD+ como donador delgrupo ADP-ribosa
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MODIFICACION ALOSTERICA
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Características de las enzimas• Son oligoméricas• Estables a C°• Algunas enzimas son activadas o inhibidas por un efector
(modulador)• Cuando el efector es diferente al S: enz. Heterotrópicas• Cuando utilizan el S como modulador: enz. Homotrópicas.• No obedecen a la cinética de Michaelis-Menten• Frecuentemente muestran gráficas sigmoideas de velocidad• Porque la unión de la primera molécula se S incrementa la
velocidad de unión de las subsecuentes moléculas de S
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• La cooperatividad positiva consiste en que la fijación de una molécula de sustrato favorece a la fijación del siguiente, y así, hasta ocuparse toda la molécula.
• Existe también cooperatividad negativa, cuando la fijación de una molécula de sustrato dificulta la fijación del siguiente
Modelo concertado
Modelo secuencial
La unión ligando a una sub-unidad induce la transición concertada de la otra (el efector cambia el equilibrio de T a R)
La unión ligando a cualquier sub-unidad induce un cambio conformacional a la sub-unidad siguiente y se transmite secuencialmente a las otras subunidades
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Propiedad • La mayoría de enzimas alostéricas pueden ser
activadas o inhibidas por efectores:Los efectores (+) reducen el valor de S y la cooperatividadLos efectores (-) aumentan el carácter sigmoideo de la curva
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Enzimas alostéricasSufren cambios conformacionales en respuesta a enlace de efectores o moduladoresEj • Inhibidores • Activadores
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K enzimas- Efector modula km
V enzimas- Efector modula Vmax
Cinética sigmoidal: activación/
inactivación como interruptor (switch-like)
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ACTIVACION POR PROTEOLISIS
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ACTIVACIÓN DE ZIMÓGENOS
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DEL QUIMITRIPSINÓGENO
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Ddegraba igitalizada por Melilds 43
Proteasa inactiva
Activación por proteólisis en
cascada
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Ddegraba igitalizada por Melilds 44
Proteolisis por trombina
A y B
Monómero de fibrina
Union β - βGHR Union γ - αGPR
βGHR
αGPR