Post on 21-Jan-2018
ENZIMAS
MAURICIO MORENO
BOGOTA
2016
ENZIMAS
■La mayoría de las reaccionesquímicas requieren de la catálisis
en la mayoríamolécula decuya función,
de una enzima, quede los casos es unaproteína globular yes acelerar una reacción químicaespecífica ahorrando energía.
ENZIMAS
Son catalizadores muy potentes y eficaces■
■No llevan a cabo reacciones que seanenergéticamente desfavorables.
■No modifican el sentido de los equilibriosquímicos, sino que aceleran su consecución.
■•
ENZIMASPelícula
ENZIMAS
■
■
■
■
■
■
■
■
Proteínas(excepto las ribozimas)
Temperatura y pH optimos
Baja concentración
No se consumen
Alta eficiencia
No subproductos
Saturación
Especificidad
La molécula sobre la cual actúa unaenzima es llamada sustrato.
La enzima es específica para lareacción química y ella siempre seunirá por su sitio activo al sustratoformando el complejo enzima-sustrato.
■La sacarosa undisacarido que eshidrolizado por laenzima sacarasa yproduce fructosa yglucosa comoproductos.
TEORIA LLAVE-
CERRADURA
■El sitio activoes flexible yajusta suconformación ala molécula desustrato,(intimo ajuste)
Son moléculas orgánicas noproteicas que se unentemporalmente a la enzima cercadel sitio activo, su importanciacomo cofactor radica en que,algunas enzimas dependen desustancias adicionales de bajo pesomolecular para funcionar.
VITAMINAS
Esenciales
Alimentación
Hidrosolubles y liposolubles
Precursoras de las coenzimas.
B1, B2, B3, B6, B8. B9 etc
Vitamina C
Ej.Vitamina
CLASIFICACIÓN
■
■
■
■
■
■
1.
2.
3.
OXIDOREDUCTASAS
TRANSFERASAS
HIDROLASAS
4.LIASAS
5. ISOMERASAS
6.LIGASAS
1.OXIDOREDUCTASAS
OXIDOREDUCTASAS
■
■
■
■
■
Reaciones de oxidoreducción
Ejemplos:
Deshidrogenasas
Oxidadasas
Reductasas
de todo tipo
Peroxidasas■
■
■
Catalasas
Oxigenasas
Hidroxilasas
2.TRANSFERASAS
TRANSFERASAS
■ Transferencia de grupos de átomos intacto de unamolécula donante a
Ejemplos:
Transaldolasas
Cetolasas
Acetiltransferasas
una aceptora■
■
■
■
■
■
■
■
Glucosiltransferasas
Metiltransferasas
Quinasas
Fosforiltransferasas
3.HIDROLASAS
HIDROLASAS
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
Rompimiento
Ejemplos:
Esterasas
Glucosidasas
Peptidasas
Proteasas
Fosfatasas
Tiolasas
Amidasas
Desamidasas
hidrolítico de enlaces
4.LIASAS.
LIASAS
■ Rompimiento de C-C, C-O, C-N y otros enlaces
por medios distintos
Descarboxilasas
Aldoliasas
Cetoliasas
Hidroliasas
Deshidroliasas
Liasas
a la hidrólisis y la oxidación
■
■
■
■
■
■
5.ISOMERASAS
ISOMERASAS
■ Interconversión de diversos isómeros,
trans, L en D, aldehído en cetona
Racemasas
Cis-trans isomerasas
Oxidoreductasas intramoleculares
Transferasas intramoleculares
Epimerasas
Isomerasas
por cis en
■
■
■
■
■
■
6. LIGASAS
LIGASAS
■Formación de enlaces debido a lacondensación de sustancias diferentes
■Síntesis a expensasalta energía
Formación:C-O
C-S
C-N
C-C
de enlaces fosfato de
■
FACTORES
ACTIVIDAD
AFECTAN LA
ENZIMATICA
■Temperatura
20
0
Acti
vid
ad
en
zim
ati
ca
temperatura
15
10
5
5 10 25 37 45 55 65
tempe ra tura
FACTORES AFECTAN
ACTIVIDAD ENZIMATICA
■pHA
cti
vid
ad
en
zim
ati
ca
Actividad enzimatica vspH
20
15
10 Serie1
5
0
3 4 5 6 7 9 10 11 13
pH
Factores afectan actividad
enzimatica
Ac
tivid
ad
En
zim
ati
ca
Actividad Enzimaticavs
concentración deenzima
15
10
5
0
0 2 4 6
Concentración deenzima
Factores que afectan actividad
enzimatica
■Concentración de sustratoV
elo
cid
ad
de
la
rea
cc
ión
Grafica de Michaelis- Menten
15
10Serie1
5
0
Concentración del sustrato
Gráfica de Michaelis-Menten
Ecuación de Michaelis-Menten
Gráfica de Lineweaver-Burk
ACTIVIDAD ENZIMATICA
■Se define la unidad de actividad
enzimática (U) como la cantidad de enzima
que cataliza la conversión de 1 µmol de
sustrato en un minuto. La actividad
específica es el número de unidades de
enzima por miligramo de proteína (U/mg
prot).
■Katal: la cantidad de enzima que transforma
1 mol de sustrato
son 106 µmoles y
segundos, resulta
por segundo. Como 1 mol
1 minuto son 60
que 1 katal equivale a 60
x 106 U. Esta
forma que se
submúltiplos
unidad es muy grande, de
utilizan frecuentemente los
como el microkatal (µkat, 10-6
kat) o el nanokatal (nkat, 10-9 kat).
■Cuando se conoce el peso molecular del
enzima puro y el número de centros activos
por molécula de enzima, las medidas de
actividad enzimática permiten calcular el
número de recambio del enzima, o sea, el
número de reacciones elementales que
realiza el enzima por cada centro activo y
por unidad de tiempo.
■ Unidad Internacional= cantidad de enzima necesaria para
transformar un micromol de sustrato por minuto. 1 U= 1
μmol/min.
Actividad específica= AE= Unidades de enzima por mg prot.
totales= U/mg.
Actividad total= AT= Unidades totales de enzima en el
extracto= U.
Porcentaje de recuperación= (ATfinal/ATinicial) x 100.
Factor de purificación= AEfinal/AEinicial.
Número de recambio=
(μmoles de sustrato/min)/μmoles de enzima x sitios activos
■
■
■
■
■
■
Inhibidores
■Irreversibles
■
■
■
■
Reversibles
Competitivos
Nocompetitivos
Acompetitivos
Factores que afectan
enzimatica
actividad
■Presencia de activadores o inhibidores
Inhibición
competitiva
6
4
2
0
0 2 4 6 8-2
Concentración desustrato
Ve
loc
ida
dd
ela
rea
cc
ión
Factores que afectan
enzimatica
actividad
■Presencia de activadores o inhibidores
Velocidad
s in
inhibidor
Inhibicion competitiva
3
Velocidad
con
inhibidor
2
1
Lineal
(Velocida
d s in
inhibidor)Lineal
(Velocida
0
-2 0 2 4-1
1/s
1/v
Factores que afectan
enzimatica
actividad
■Presencia de activadores o inhibidores
con inhibidor
Ve
loc
idad
de
la
rea
cc
ión
Inhibicion nocompetitiva
0,6
0,4
0,2
0
0 10 20
concentración de sustrato
Velocidad
Logarítmica
Logarítmica
(Velocidad
Factores que afectan
enzimatica
actividad
■Presencia de activadores o inhibidores
Inhibicion no competitiva
15
10 1/V
1/V
Lineal
(1/V)
Lineal
(1/V)
5
0
-2 -1 0 1-5
-10
1/S
1/V
INHIBIDORES
ISOENZIMAS
■Lactato deshidrogenasa
M
M
M
M
M
M
M M
M
M H
H H H H
H H
H H
H
Mecanismos de regulación
enzimática■ I. Cambiando cantidad de enzima presente
■ II. Cambiando cantidad de sustratos,
productos, coenzimas etc
■ III.Alterando la eficacia catalítica de la enzima
I: Cantidad absoluta de enzima
■
■
■
Enzimas: constitutivas, inducibles, ausentes
Recambio enzimático: V síntesis/ V degrada
Síntesis: Inductores
Represores
Precursores inactivos
Degradación :Dependiente de ATP y
Ubiquitina
Independiente de ATP
■
II. Cambiando Concentración de
sustratos, productos,coenzimas
■1. Gráfica de Michaelis-Menten
■2. Cofactores
■3. Efectores alostéricos
positivos ( activadores)
negativos (inhibidores)
Ocurre en las enzimas que tienendos sitios de unión, el sitioactivo y el otro, para el efectoralosterico, yinactiva
así la hace activa o
Una forma de estas interaccionesla inhibición por Feed-back óforma de control biológico
■Concentración de enzima
Tipos de catálisis
• Catálisis ácido-base
• Catálisis covalente
• Catálisis por iones metálicos
• Catálisis ácido-base
Reacciones por transformación intermediarios cargados inestables por
captación o cesión deH•
A pH fisiológico [H•J y [OH·]bajas
Bajavelocidad
Enzimas donantes o aceptares de [H•J==---.....Aumentan velocidad --
·
Oen,en,I tdd ,.,_ 0.-,.ie."AI b�
fbt'ro(prot.on a�lor)
AmlAotitld
!'ffid�
R-<X>O-
..R-NUi
R-<lOOII
HII
Glu. Nlp
......
.....
Cy•
ft..&..NH
R-�R-SH
·1-'f'
R-c-s:
rn(c' 'ie 'c'N'II1
1
111
•
".....
Tyr
u oR-011
·-0--()1(
-o-
• Catálisis ácido-baseTriosa fosfato isomerasa
7tN
)
º�/o
º�
l o
yo
DHAP unida al
centro activo
�e/a:C)Glu 165
�Intermediario enedlol, se
forma por transferencia de un
protón de C2 al Glu 165 y un
protón de Hls 95 al carbonllo
G3P se une alcentro activo
E+ G3P. E· G3P E-enediol .-E· OHAP . E+ OHAP
II. Cambiando concentración de
sustratos, productos, cofactores
■ La regulación por retroacción ocurre
generalmente en el paso más temprano,
funcionalmente irreversible, que es
exclusivo para una serie biosintética
particular.
Efectos en la eficacia catalítica
■A todos los cambios que ocurren en la
actividad catalítica sin modificación
cantidad de enzima presente .
1. Inhibición
de la
2. Activación
Efectos en la eficacia catalítica
■1. Compartimentalización
Procesos independientes
Mecanismos de lanzadera
Complejos multienzimaticos
Modificación covalente
Enzimas interconvertibles
■
■
2.
3.
zimogenos
Enzimas y medicina
■ ■Enzima sérica Uso en el
diagnóstico
Infarto al miocardio
Hepatitis viral
Pancreatitis aguda
Degeneración
hepatolenticular ( E.
Wilson )
■Aminotransferasas
AST, GOT
Amilasa
ceruloplasmina
■
■
■ ■
■
■ ■CreatinfosfoquinasaCPK
Trastornos muscularese infarto del miocardio
Carcinoma metastásico de prost.
E. óseas, trastornos hepáticos obstructivos, Ictericia
E. hepáticas , Infarto al miocardio
■ ■FosfatasaACP
Fosfatasa
AP
ácida
■ ■alcalina
■■ g-glutamiltranspeptidasa
■ ■Lactato
deshidrogenasa
Lipasa
Infarto del miocardio,
anemia perniciosa
Pancreatitis aguda
Infiltración de grasa al
higado, Intox. alcoh.ag
,LDH
■
■
■
■Colinesterasa,CHE