METABOLISMO. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos.
Catabolismo. Anabolismo. ENZIMAS: Naturaleza Química.
Propiedades Generales. Nomenclatura y Clasificación. Coenzimas y
Grupos Prostéticos. Actividad Enzimática: Unidad de enzima-
Actividad específica- Actividad molecular. Conceptos de afinidad y
cooperatividad enzimática. Factores que afectan la actividad
enzimatica: pH, T, [S], [Enzima]. Inhibidores naturales de la
actividad enzimática. Mecanismo de regulación metabólica:
Inhibición y activación por sustrato, niveles enzimáticos, modulación
de la actividad de enzimas. Regulación Enzimática: Enzimas
alostéricas (propiedades y cinética). Modulación Covalente.
Zimógenos. Isoenzimas: Propiedades e importancia.
BOLILLA 1
INHIBICION ENZIMATICA
INHIBICION IRREVERSIBLE
POR ENLACE COVALENTE
INHIBIDOR SUICIDA
DIFP Quimotripsina
Alopurinol Xantina oxidasa
Penicilina Transpeptidasa
INHIBICION REVERSIBLE
COMPETITIVA
NO COMPETITIVA
ACOMPETITIVA
INHIBICION IRREVERSIBLE
- Acetilcolinesterasa
- QuimotripsinaEnzima inactivada
Por unión covalente del inhibidor
Diisopropilfluorfosfato (DIPF)
Inhibidor suicida
INHIBICION IRREVERSIBLE
Se une al sitio activo de la enzima y ésta cataliza la modificación
del inhibidor a otro compuesto que permanece unido a la enzima.
El ALOPURINOL es un inhibidor suicida que actúa sobre la enzima xantina oxidasa (degradación de purinas).
Se forma el oxopurinol el cual queda unido a la enzima.
Inhibidor competitivo
COO-
(CH2)2
COO-
COO-
CH2
COO-
Succinato + FAD+ Fumarato + FADH2
Succinato deshidrogenasa
Malonato
Inhibidor no competitivo
Inhibidor acompetitivo
acompetitivo
REGULACION DE LAS REACCIONES CATALIZADAS POR ENZIMAS
REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS
REGULACION DE LA SINTESIS
DE LAS ENZIMASENZIMAS INDUCIBLES
REGULACION ALOSTERICA REGULACION COVALENTE
REGULACION POR PROTEINAS
REGULACION POR PROTEOLISIS
ENZIMAS ALOSTERICASENZIMA ALOSTERICA
MODULADORES POSITIVOS MODULADORES NEGATIVOS
Enzima Enzima Enzima Enzima
1 2 3 4
PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS ALOSTERICAS
Poseen un sitio de unión a un metabolito regulador (sitio alostérico)
La unión del metabolito a la enzima es de carácter reversible y no covalente.
Son homotrópicas o heterotrópicas.
En general poseen dos o mas sitios reguladores.
La mayoría posee dos o mas cadenas polipeptídicas o subunidades.
En general tienen un comportamiento cinético sigmoideo
CINETICA DE UNA ENZIMA ALOSTERICACurva Sigmoidea
Regulación de la actividad de la Aspartato transcarbamilasa
(ATCasa)
vi
v
Aspartato (mM)
Hexoquinasa, Fosfofructoquinasa y Piruvato Quinasa
Vía glicolítica
AcetilCoA carboxilasa Biosíntesis de lípidos
Aspartato Transcarbamilasa Biosíntesis de nucleó- tidos pirimidínicos Glutamato Deshidrogenasa Degradación de aminoácidos Citrato sintasa, isocitrato y a-cetoglutarato
deshidrogenasas Ciclo de Krebs
EJEMPLOS DE ENZIMAS ALOSTERICAS
COOPERATIVIDAD
COOPERATIVIDAD
POSITIVA
NEGATIVA
HOMOTROPICA
HETEROTROPICA
REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE
Fosforilacion
ADP-Ribosilación
Enzima
Fosfoadenilacion
Enzima
• POR UNION COVALENTE DE GRUPOS (FOSFATOS , ADENILATOS, ETC.)
• INTERVIENEN ENZIMAS: QUINASAS, FOSFATASAS
• LA UNION DEL GRUPO PUEDE ACTIVAR O INHIBIR LA ENZIMA POR UN CAMBIO CONFORMACIONAL
Ejemplo de regulación covalente
Fosforilasa fosfatasa
2 Pi
2 H2O
Fosforilasaquinasa
ATP
ADP
Fosforilasa b
P -O-CH2 CH2- O- P
Fosforilasa a
(menos activa)
(Cadena lateral de Ser)
CH2- HOHO-CH2
Por eliminación de una cadena peptídica, enzimas inactivas se convierten en enzimas activas y viceversa.
Las enzimas digestivas: pepsinógeno y quimotripsinógeno se convierten en las enzimas activas pepsina y tripsina.
Suele ocurrir una activación secuencial produciéndose una cascada de activaciones. Ej. Coagulación sanguínea.
REGULACION POR PROTEOLISIS
ZIMOGENOS
ISOENZIMAS
Diferentes formas moleculares de una
misma enzima.
Catalizan la misma reacción, actuando sobre
el mismo sustrato para dar el mismo producto
Son sintetizadas por genes diferentes
Tienen diferente composición aminoacídica
por lo que pueden separarse por electroforesis.
Son utilizadas en clínica para determinar
el origen del tejido dañado
Se encuentran ubicadas en diferentes
compartimentos de la célula ó en diferentes
tejidos.
Dos isoenzimas presentan en general
diferentes valores de Km y Vmáx.
Ejemplo de isoenzimas: glucoquinasa y hexoquinasa
Hexoquinasa
Glucoquinasa
Km. GQ
Vo (o Act. Enz.)
[glucosa] mmol/l
Vmax GQ
Vmax HQ
Km. HQ
= Reacción≠ Vmax≠ Km≠ Afinidad por el sustrato
Glucosa + ATP Glucosa-6-P + ADP GQ
HQ
Vmax GQ 2
Vmax HQ 2
Lactato deshidrogenasa (LDH)
Presenta 5 isoenzimas con distinta composición en cuanto a sus subunidades y c/u es específica de un tejido.
Corazón, Riñón
Glóbulos rojos, Corazón, Riñón,
Cerebro
Glóbulos blancos, Cerebro, Pulmón
Pulmón, Músculo esquelético
Músculo esquelético,
Hígado
Glóbulos rojos, Pulmón, Cerebro
Hígado, Músculo Esquelético
(M4)
Corazón, Riñón
(H4)
ISOFORMAS
AnodoCátodo
+-