LA MODIFICACIÓN COVALENTE DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

Prof. Dr. Carlos Arancibia Arroyo

• La actividad de las enzimas puede ser ajustada a los requerimientos fisiológicos cambiantes de momento a momento.

• Existen varios mecanismos que permiten esta regulación.

• Las transformaciones que sufre un determinado compuesto en el organismo se produce generalmente a través de una serie de etapas, cada una de ellas catalizada por una enzima distinta.

• En cada paso se forma un nuevo producto que será utilizado como sustrato por la enzima de la etapa siguiente: vía metabólica.

• Una vía metabólica tiene una o más enzimas que regulan el flujo de los reactantes y productos, ajustándolos a las necesidades celulares.

• Estos mecanismos de control se complementan con el control por parte del sistema endocrino y sistema nervioso.

• De acuerdo con el TIPO DE SEÑAL a la cual responden, las enzimas reguladoras pueden distinguirse en enzimas alostéricas y enzimas reguladas por modificación covalente.

MODIFICACIÓN COVALENTE

• Las dos variantes más utilizadas para la modificación covalente son la PROTEÓLISIS PARCIAL y la FOSFORILACIÓN.

• En la proteólisis parcial hay hidrólisis de un enlace peptídico y es un proceso irreversible.

• Muchas proteínas se secretan como precursores de proteínas que son INACTIVAS. Si son enzimas, se denominan PROENZIMAS o CIMÓGENOS, que son catalíticamente inactivos.

• Se requiere una proteólisis selectiva, proceso que mediante uno o más cortes proteolíticos sucesivos, termina en una reestructuración de la proteína, ahora madura para la actividad enzimática, generando el sitio catalítico. Ejemplos: pepsinógeno, quimotripsinógeno, tripsinógeno, factores de la coagulación.

• Entre las modificaciones covalentes que regulan la función de las proteínas la FOSFORILACIÓN - DESFOSFORILACIÓN es la más utilizada.

• La fosforilación se cataliza por PROTEÍNCINASAS, que transfieren el grupo fosforilo de ATP a los grupos OH de la cadena lateral (serina, treonina, tirosina).

• La alta densidad de carga de los grupos fosfato modifica la configuración tridimensional de la enzima siendo el blanco aminoácidos distantes del sitio catalítico.

• La forma original de la proteína puede recuperarse mediante una segunda reacción hidrolítica, la cual es catalizada por PROTEÍNFOSFATASAS.

• Este proceso interconvertible permite la modificación temporal de las propiedades funcionales de la enzima afectada, sólo por el tiempo en que ésta responde a las necesidades corporales específicas.

• La fosforilación - desfosforilación está bajo control neurológico y hormonal directo.

Fosforilasa b Fosforilasa a

Proteíncinasa

Fosforilasa a Fosforilasa b

Proteínfosfatasa