em. enzimas

ENZIMASCuaderno de trabajo 2011

Servicio de GenticaHospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde

yLaboratorio de Bioqumica

Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Genticas, Neurolgicas y MetablicasDepartamento de Biologa Molecular y Genmica

Centro Universitario de Ciencias de la SaludUniversidad de Guadalajara

Laboratorio de Bioqumica y Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Genticas, Neurolgicas y Metablicas. Departamento de Biologa Molecular y Genmica. CUCS. Universidad de Guadalajara

Guillermo Prez-Garca, Martha Leticia Ornelas-Arana y cols.

Guadalajara, Jalisco, Mxico 14 de Febrero del 2011

Servicio de Gentica. Hospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde

EnzimasSon catalizadores biolgicos (son molculas que retardano acelaran una reaccin bioqumica).

A BEnzima

5

3TTAGGGRNA

DNA

Telmero

Protena

Telomerasa

AAUCCC

La naturaleza qumica de las enzimas, en su gran mayorason protenas, algunas son o contienen como parte de suestructura, cidos nuclicos (RNA).

aaaa

aaaa

aa

aa

aa

aa

aa

Ribosoma

Cadenapolipeptdica

aa

aa

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Enzima

aa

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aa

BIOSNTESIS DE LA ENZIMA

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aa

Enzima EnzimaEnzima

Enzima

aaaa

aaaa

aaaa aa

aa

aaaa

aaaa

aaaa

A B

E + S E.S E.P E + P

Enzima

Sustrato Producto

Sustrato

Producto

Sustrato Producto

ENZIMA. ESTRUCTURA

Sitio activo

Cofactor (NAD, FAD, FMN)Coenzima (vitaminas)Grupo prosttico (Fe, Zn, Co, Mg, Mn)

Sitioalostrico

Zn

aa

aa

aaaa

aaaa

aaaaaa

aaaa

aa

aaaa

aa

aaaa

aaNH3

COOH

aa

aa

aaaa

aaaa

aaZn

ENZIMA. CARACTERISTICAS

Se localizan dentro y fuera de la clula. Dentro de la clulase pueden localizar en cualquier parte, ejemplo: enzimas demembrana celular, enzimas mitocondriales, enzimas nucleares,enzima de retculo (RER o REL), enzimas de los lisosomas,enzimas ribosomales, etc. etc. etc.

Hay pequeas cantidades de enzimas, pero suficientes parallevar a cabo el metabolismo celular.

Son altamente especficas.

Requieren de un pH ptimo

Requieren de una temperatura ptima

Ncleo

Clula

A B C D E F GE1 E2 E3 E4

E5 E6

Laboratorio de Bioqumica y Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas. Departamento de Biologa Molecular y Genmica. CUCS. Universidad de Guadalajara



LAS ENZIMAS SON ALTAMENTE ESPECFICAS

Buffer, pH 7 (pH ptimo)

Actividad enzimtica

pH

50%

100%

0%

EE

E

EE

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

S

S

Dietaprotenas

Colgena

Aminocidos

Colgena

Colgena

EstmagopH cido

PepsinaPepsingeno

Tripsinay

QuimotripsinaTripsina

yQuimotripsina

Esfago

Dudeno

Pepsina: pH ptimo 1

Tripsina: pH ptimo 7

Temperatura: 37 C(Temperatura ptima)

Actividad enzimtica

Temperatura grado centgrados

50%

100%

0%37 38 39 40 4128 29 30 31 32 33 34 35 36

EE

E

EE

Una persona con fiebre,por ejemplo de 40 grados,puede disminuir la actividadenzimtica, alterar el metabolismoy morir. Motivo por el cual es muyimportante bajar la temperatura

Cuando una persona se expone a temperaturas muy frias, por ejemplolas personas (alcohlicos) que sequedan dormidos en la calle, en inviernoy no estn abrigados, su temperatura corporal baja y las enzimas dejan defuncionar y la persona se muere por hipotermia.

Pero no todas las temperaturas bajaspueden destruir a las enzimas, ya quetemperaturas bajas hasta -170 gradosse pueden conservar tejidos comoembriones, vulos, espermatozoides,bajando la temperatura lentamente y bajo condiciones controladas.

EApoenzima(protena)

Holoenzima

Co

CoCoenzima

E




HOLOENZIMA: APOENZIMA + COENZIMA

ISOENZIMA

Las isoenzimas, son enzimas que llevan a cabo la mismareaccin enzimtica, pero tienen una estructura distinta.

Enzima: creatinafosfo kinasa (CPK)

M

M

M M

B

B

B B

CPK MM

CPK BB

CPK MB

Creatina Creatina-P

ATP ADP

CPK

MM M B B BCPK MM CPK BB

CerebroMsculo Corazn

CPK MB

M: muscle

B: brain

ISOENZIMA

CLASIFICACIONDE LAS ENZIMAS

(UIB)




1. OxidorreductasasCatalizan reacciones de

oxidaciones y reducciones




Over The Hi L I L

2. TransferasasCatalizan la transferencia de

grupos como metilo, glucosilo de una molcula donadora a una

molcula aceptora




3. HidrolasasCatalizan la ruptura hidroltica de los enlaces C-C, C-O, C-N, P-O




4. LiasasCatalizan la ruptura de los enlaces

C-C, C-O, C-N y otros enlaces mediante la eliminacin, dejando

dobles enlaces, pero tambin agregan grupos a los enlaces

dobles.




5. IsomerasasCatalizan cambios geomtricos o estructurales dentro de una sola

molcula




6. LigasasCatalizan la unin de dos

molculas acopladas a la hidrlisis de un grupo pirofosforilo en el ATP o un nuclesido trifosfato similar.




22

2

2 2 2

33

3

3 3 3

44

4

4 4 4

11

1

1 1 1

66

66

6 6 6

77

7

7 7

88

8

8 8

99

99

9 9 9

1010

10

10 10 10

1111

11

11 11

1212

12

12 12

1313

13

13 13

1414

14

14 14

1515

15

15 15

1616

16

16 16

1717

17

17 17

1818

18

18 18

2020

20

2121

21

1919

19

19 19 19

55

5

5 5 5

AA A

A A A

BB

B B

B B B

OO O

HO HO HO

OH

CC

C

OO

OOH

O O

CH3CH3

CH3

CC

C

C C

DD

D

D D

2

34

1

6 7

89

10

1112

13

14 15

1617

1820

21

19

5A B

HO

C O

CH3

C D

Pregnenolona

Progesterona 17--Hidroxiprogesterona Androstenediona Testosterona

17--Hidroxipregnenolona Dehidroepiandrosterona Androstenediol

Colesterol

20,22, desmolasa

17--hidroxilasa 17,20-liasa17-hiroxiesteroide

deshidrogenasa

17-hiroxiesteroidedeshidrogenasa 5-reductasa

Aromatasa

16-hidroxilasa

21-hidroxilasa 21-hidroxilasa

11-hidroxilasa

18-hidroxilasa

11-hidroxilasa

Aromatasa

17,20-liasa17--hidroxilasa

3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa

3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa 3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa

3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa

2

34

1

6 7

89

10

1112

13

14 15

1617

18

20

21 22

23

2425

26

2719

5A B

HO

C D

17--Estradiol (E )2

6 7

89

10

1112

13

14 15

1617

18

5A B

HO

OH

C D6 7

89

10

1112

13

14 15

1617

1820

21

21

19

5B

C O

CH OH2

CH OH2

C D

11-Desoxicorticosterona

2

3 4

1

6 7

89

10

1112

13

14 15

1617

1820

21

19

5A B

O

C OOH

CH OH2

CH OH2

C D

11-Desoxicortisol

2

3 4

1

7

7

8

8

10

11

11

12

12

13

13

14

14

15

15

16

16

17

17

18

18

19

5A

O

OH

OH

C

C

D

D

2

2

3

3

4

4

1

1

6 7

89

10

1112

12

13

14 15

1617

17

18

18

20

20

19

5

A

A B

O

O

C

CC

O

OO

HO

HOH

CH OH2

C D

Corticosterona

2

3 4

1

6 7

89

10

1112

13

14 15

1617

1820

21

19

5A B

O

C O

HO OH

C D

Cortisol

2

3 4

1

6

910

19

5A B

HO

Dihidrotestosterona

7

8

1112

13

14 15

1617

18OH

C D

Estriol

Estrona (E )1

6

6

7

7

8

8

9

9

10

10

11

11

12

12

13

13

14

14

15

15

16

16

17

17

18

18

5

5

A

A

B

B

OH

OH

O

C

C

D

D

-

2

3 4

1

6 7

89

10

11 13

14 15

16

19

5A B

O

C D

Aldosterona

2

3 4

1

6 7

89

10

11 13

14 15

16

19

5A B

O

C D

Aldosterona

ENZIMAS QUE PARTICIPAN EN LASNTESIS DE HORMONAS ESTEROIDES

Km = la cantidad de sustratoque es necesaria para alcanzarla mitad de la velocidad mxima

Km Constante de Michaelis

Buffer de pH 7Temperatura 6.5 CTiempo 5 minutos

In vitroClula

SS

SS

SS

SS

E E

E E

E

PE P

E S

S

E+S E.S E.P E+PN

100%100%

100%100%

50%50%

50%50%

0%0%

0%0%

Vmx Vmx

VmxVmx

Vmx Vmx

Vmx Vmx

[S]% de actividad enzimtica[S mmol/l]% de actividad enzimtica

[S]% de actividad enzimtica[S]% de actividad enzimtica Km=10Km=10

Km=17

Km = normal Km = alta

Km = baja

Km=17

Km=26

Km=26

2 2

2 2

1010

1010

2020

2020

3030

3030

4040

4040

5050

5050

6060

6060

7070

7070

9090

9090

100100

100100

8080

8080



A

B

C

Enzima

S

I

Enzima S

Enzima

P

Enzima P

I

Inhibidorcompetitivo

Inhibidorno competitivo




INHIBIDORESENZIMTICOS

Enzima

S

I

I

I

I

I I

II

I

I I

Enzima Bloqueo de lareaccin enzimtica

Inhibidorcompetitivo

I




INHIBIDORES COMPETITIVOS

Enzima Enzima

S

S

I

I

I

I

I II

I

I

Inhibidorno competitivo

Bloqueo de lareaccin enzimtica




INHIBIDORES NO COMPETITIVOS

Ferroquelatasa(enzima)

Plomo (Pb)(inhibidor)

Ferroquelatasa(enzima)

Protoporfirina Hem Globina

Hem-GlobinaHem-GlobinaHem-GlobinaHem-Globina

Fe

Hemoglobina




Autores

Martha Leticia Ornelas-Arana Dra. en C. Gentica Humana Profesor de Bioqumica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Guillermo Prez Garca Dr. en C. Gentica Humana Jefe del Servicio de Gentica, Antiguo Hospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde. Jefe del Laboratorio de Bioqumica, Departamento de Biologa Molecular y Genmica del Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Coordinador del Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Rosalinda Mariscal-Flores Dra. en C. Ciencias de la Salud Directora Preparatoria No. 16, SEMS, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Nohem Martha Martnez-Zendejas Maestra en Pedagoga Profesora del Laboratorio de Bioqumica, Departamento de Biologa Molecular y Genmica del Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Guillermo Prez Ornelas Estudiante, Preparatoria No. 5, SEMS Universidad de Guadalajara Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Simn Quetzalcatl Rodrguez Lara Carrera de Medicina Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas Carlos Gerardo Prez Morales Profesor Preparatoria No. 16, SEMS, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas

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