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

+-