BIOQUIMICACLASE 7

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CONTROL DE LA ACTIVIDAD

ENZIMÁTICA

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Control de la actividad enzimática

Enzimas reguladorasretroinhibición

Modificación covalente Enzimas alostéricas

Activacion por proteolisis

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REGULACION ENZIMÁTICA

MECANISMO DE RETROINHIBICIÓN

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ENZIMAS ALOSTERICASExisten sistemas enzimáticos en donde el producto de la reacción actúa como inhibidor especifico de una enzima situada al comienzo de la secuencia.Esta inhibición se asigna como:• Inhibicion por el producto• Inhibicion feed-back• Retroinhibición Estas enzimas reciben el nombre de enzimas alostericas propuestas por J. Monod,et.al y presentan un sitio diferente al centro activo al que se une reversiblemente

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ENZIMAS REGULADORAS POR RETROINHIBICION

Retroinhibición de la conversión de L-Treonina en L-isoleucina, catalizada por una secuencia de 5 enzimas. La treonina deshidratasa (E1) es inhibida alostericamente por la L-Isoleucina, producto final de la secuencia.

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Retroalimentación negativa en vías metabólicas

Asp + CP Carbamil aspartato CTP

Síntesis de pirimidinas

ATCasa

El producto final de la vía, CTP (citidin trifosfato) inhibe a laprimera enzima de la ruta metabólica, Aspartato transcarbamilasa

Al mismo tiempo, dicha enzima puede ser activada por ATP

ATP

+

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Control por Retroalimentación Negativa

Síntesis de Iso a partir de Tre en bacterias

Las altas concentraciones de Iso inhiben a la Treonina

deshidratasa

Síntesis de AMP y GMPLas altas concentraciones de AMP

y/o GMP inhiben a la PRPP sintetasa

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Modificación covalente

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Enzimas reguladoras2. Modulacion covalente reversibleFosforilacion AdenililacionUridililación ADP-ribosilaciónMetilación Carbamilación

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CARACTERISTICAS • Esta enzima presenta 2 formas:

Fosforilasa a: forma activaFosforilasa b: forma menos activa

• La fosforilasa a es una proteína oligomérica con 4 sub-unidades, cada una con una Ser. Fosforilada en su OH.

• Estos grupos fosfato pueden separarse por una fosforilasa fosfatasa, para pasar a fosforilasa b

• La fosforilasa b puede activarse por acción de la fosforilasa quinasa.

• Por tanto, la actividad de la fosforilasa del glucógeno es regulada por enzimas que desplazan el equilibrio entre sus formas activas e inactivas,

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FOSFORILACIÓN - DEFOSFORILACIÓN

La forma Fosforilada y no Fosforilada son diferentes y dependen de fosforilasas y fosfatasas.

Estas enzimas son interconvertibles.

La actividad de la protein quinasa y protein fosfatasa es regulada por hormonas y neurotransmisores

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Modificaciones covalentes de las enzimas

• Las formas activas e inactivas son interconvertibles por modificaciones covalentes de sus estructuras que son catalizadas por otras enzimas.

• Ej. Glucógeno fosforilasa de los tejidos animales que catalizan la degradación del polisacárido de reserva de glucógeno en glucosa mas fosfato.

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Formas de modificación covalente, 1

Fosforilación: Protein kinasas

Sobre residuos de Ser, Thr y Tyr

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La modificación estructural supone la esterificación de los términos hidroxilos de ciertos aa con el P del ATP

Regulación Enzimática

Modificación Covalente

2 ATP

2 ADP

Glucagon (H)Adrenalina (M)

↑[cAMP]

2 H2O

2 Pi

Insulina

Glucógeno Fosforilasa b(menos activa)

- OH HO -

Glucógeno Fosforilasa a(más activa)

- Pi Pi -

Fosfoprotein Fosfatasa 1

(PP1)

Fosforilasa b quinasa

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MODIFICACION COVALENTE Residuos de aac que aceptan la modificación coovalente

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Formas de modificación covalente, 3

Adenilación: Sistema de la Glutamina sintetasa

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Formas de modificación covalente, 4

ADP-ribosilación: actúa NAD+ como donador delgrupo ADP-ribosa

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MODIFICACION ALOSTERICA

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Características de las enzimas• Son oligoméricas• Estables a C°• Algunas enzimas son activadas o inhibidas por un efector

(modulador)• Cuando el efector es diferente al S: enz. Heterotrópicas• Cuando utilizan el S como modulador: enz. Homotrópicas.• No obedecen a la cinética de Michaelis-Menten• Frecuentemente muestran gráficas sigmoideas de velocidad• Porque la unión de la primera molécula se S incrementa la

velocidad de unión de las subsecuentes moléculas de S

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• La cooperatividad positiva consiste en que la fijación de una molécula de sustrato favorece a la fijación del siguiente, y así, hasta ocuparse toda la molécula.

• Existe también cooperatividad negativa, cuando la fijación de una molécula de sustrato dificulta la fijación del siguiente

Modelo concertado

Modelo secuencial

La unión ligando a una sub-unidad induce la transición concertada de la otra (el efector cambia el equilibrio de T a R)

La unión ligando a cualquier sub-unidad induce un cambio conformacional a la sub-unidad siguiente y se transmite secuencialmente a las otras subunidades

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Propiedad • La mayoría de enzimas alostéricas pueden ser

activadas o inhibidas por efectores:Los efectores (+) reducen el valor de S y la cooperatividadLos efectores (-) aumentan el carácter sigmoideo de la curva

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Enzimas alostéricasSufren cambios conformacionales en respuesta a enlace de efectores o moduladoresEj • Inhibidores • Activadores

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K enzimas- Efector modula km

V enzimas- Efector modula Vmax

Cinética sigmoidal: activación/

inactivación como interruptor (switch-like)

ACTIVACION POR PROTEOLISIS

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ACTIVACIÓN DE ZIMÓGENOS

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DEL QUIMITRIPSINÓGENO

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Proteasa inactiva

Activación por proteólisis en

cascada

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Proteolisis por trombina

A y B

Monómero de fibrina

Union β - βGHR Union γ - αGPR

βGHR

αGPR