Bioquímica II - Clase 2

BIOQUIMICA IIEnzimas

ENSAYO: Revisión y Calificaciones

BIOQUIMICA II-A ACTIVIDAD

ENZIMATICA

NOMBRE Nota 6%

Alecio, Daniela 14 0,84

Briceño, Karen 20 1,2

Cárdenas, Katherine 17 1,02

Cartaya, Edmar 16 0,96

Contreras, Emilyn 11 0,66

Contreras, Génesis 13 0,78

Costa, Stefany 20 1,2

Díaz, Juan Carlos 0 0

Fernandez, Jackeline 12 0,72

Figueroa, Raisette 17 1,02

Gelvis, Alixer 9 0,54

Godoy, Jockselin 14 0,84

Gonzalez, Edimar 19 1,14

Guzmán, Ana 17 1,02

Guzmán, Andreína 10 0,6

Heilaneh, Amalia 15 0,9

Lara, Kellyn 6 0,36

Mamo, Antonieta 14 0,84

Mariani, Fabiola 17 1,02

Marrufo, Blanca 20 1,2

Mayo, Diana 17 1,02

Montero, Anderson 13 0,78

Morgado, Keilyneth 8 0,48

Ortíz, Eliakim 20 1,2

Pinto, Génesis 18 1,08

Piquero, Julián 18 1,08

Rojas, Migdalen 18 1,08

Roque, Carlos 14 0,84

Salas, Joskarelyn 14 0,84

Simao, Rui 19 1,14

Tabbouli, Georgina 13 0,78

Toro, Mariany 8 0,48

Valentin, Chirma 15 0,9

Valverde, Génesis 19 1,14

Varela, Anays 20 1,2

Vegas, Yuri 11 0,66

Zambrano, Joselin 9 0,54

Zúñiga, Rodolfo 16 0,96

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Objetivos:

• Modelo de Michaelis-Menten: cinética, aporte de Lineweaver-Burk

• Factores que afectan la actividad enzimática: concentración, temperatura, pH, sustrato

• Inhibición enzimática: tipos y ejemplos• Regulación de la actividad enzimática: zimógenos, enzimas

alostéricas e isoenzimas (concepto y ejemplos)• Clasificación de las enzimas en el diagnóstico clínico

Prof. Ana Ma. Camero

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CINETICA DE MICHAELIS-MENTEN

Para explicar la relación entre la velocidad inicial (v0) y la concentración inicial de sustrato ([S0]), Michaelis y Menten propusieron que las reacciones enzimáticas ocurrían en 2 etapas:


Leonor Michaelis

Maud Menten

ETAPA 1:Formación del complejo

enzima-sustrato (ES)

ETAPA 2:Formación del

producto liberando la enzima

K1 , k2 y k3 son las constantes cinéticas individuales de cada proceso

1913

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v1 = k1 [E] [S]

v2 = k2 [ES]

v3 = k3 [ES]


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Si partimos de que la concentración total de enzima es igual a la concentración de enzima libre más la concentración de complejo enzima-sustrato:

[ET] = [E] + [ES]

despejando, obtenemos que la concentración de enzima libre es igual a la concentración total de enzima menos la concentración de complejo enzima-sustrato:

[E] = [ET] - [ES]


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Si sustituimos

[E] = [ET] - [ES]

en la fórmula original:

v1 = k1 [E] [S]

obtenemos:v1 = k1 ([ET] - [ES]) [S]

v1 = k1 [S] [ET] - k1 [S] [ES]


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El modelo cinético de la HIPOTESIS DEL ESTADO ESTACIONARIO, donde [ES] es pequeña y constante a lo largo de la reacción; por lo tanto, la velocidad de formación del complejo enzima-sustrato (v1) es igual a su velocidad de su disociación (v 2 + v3):

v1 = v 2 + v3

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Cinetica DE MICHAELIS-MENTEN


Además, como [ES] es constante, también lo es la velocidad de formación del producto:

v = v3 = k3 [ES] = constante

y como v1 = v 2 + v3

podemos decir que:

k1 [S] [ET] - k1 [S] [ES] = k2 [ES] + k3 [ES]

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Despejando [ES] nos queda:[ES] = [ET] [S]

kM + [S]

donde: kM = k2 + k3

k1

siendo kM la CONSTANTE DE MICHAELIS-MENTEN la cual se define como la concentración de sustrato a la que la velocidad de reacción enzimática es igual a la mitad de Vmax


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De todo lo anteriormente expuesto podemos concluir que, en el estado estacionario, la velocidad de formación de producto es:

v = v3 = k3 [ES] = k3 [ET] [S]

kM + [S]


(para cualquier reacción enzimática, [ET], k3 y kM son constantes)

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Proceso cinético de 1er. Orden:

A bajas concentraciones de sustrato ([S] << kM) la fórmula queda:

v = (k3 [ET] / kM) [S]

como los términos entre paréntesis son constantes, pueden englobarse en una nueva constante: kobs, de forma que la expreción se reduce a:

v = kobs [S]


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Proceso cinético de orden cero:

A altas concentraciones de sustrato ([S] >> kM) la fórmula queda:

v = k3 [ET]

En este caso, la velocidad de reacción es independiente de la concentración de sustrato, y como tanto k3 como [ET] son constantes, aparece el término Vmax (Velocidad máxima de reacción) entendida como la velocidad que alcanzaría la reacción cuando toda la enzima disponible está unida al sustrato


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Si introducimos la fórmula de la Vmax a la fórmula despejada hasta ahora obtenemos la forma más conocida de la ECUACION DE MICHAELIS-MENTEN:

v = Vmax [S]

kM + [S]


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MODELO DE LINEWEABER-BURKE

Lineweaber y Burke linearizaron la ecuación de MM usando una representación de doble recíproco tomando

para ello el inverso de los valores de los extremos, dando como resultado una línea recta cuya fórmula es:

y = mx + c

donde el punto de corte de la recta en el eje “y” representa 1/Vmax y con el eje “x” -1/Km


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MODELO DE LINEWEABER-BURKE

1 = Km + 1

v Vmax [S] Vmax


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IMPORTANCIA DE LA CINETICA ENZIMATICA

1. Permite explicar cómo funciona una enzima

2. Permite predecir cómo se comportará una enzima en vivo

3. Permite definir :• Vmax : velocidad máxima de una reacción a una concentración

de enzima determinada• Km : concentración de sustrato necesaria para alcanzar la mitad

de la velocidad máxima de una reacción enzimática


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FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

• Concentración de sustrato• Temperatura• pH


EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO• A bajas concentraciones de sustrato ([S] ↓), la velocidad de la

reacción aumenta linealmente (V↗) teniendo entonces una reacción de 1er. Orden.

• A medida que aumenta la concentración de sustrato ([S]↗), va disminuyendo la velocidad de la reacción (V↘)hasta llegar a un punto en el que se hace constante (reacción de orden 0). En este momento, la concentración de enzima es igual a la concentración de complejo enzima-sustrato ([E] = [ES]), y la velocidad alcanzada es se conoce como Velocidad máxima (Vmax)

EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO

EFECTO DEL PH • Debido al carácter anfótero de los aa constituyentes de

las enzimas, el pH del medio puede favorecer o perjudicar la actividad enzimática.

• El pH más adecuado para la actividad catalítica se conoce como pH óptimo.

• Pocas décimas de desviación en el pH óptimo pueden afectar drasticamente la actividad catalítica e incluso llegar a producir la desnaturalización de su componente protéico. De allí la importancia de mantener estable el pH intracelular.

EFECTO DEL pH

PEPSINA UREASA ARGINASA

EFECTO DE LA TEMPERATURA

• En general, los aumentos de temperatura aumentan la velocidad de las reacciones: por cada 10°C la velocidad se duplica.

• Las enzimas a partir de cierta temperatura se empiezan a desnaturalizar por el calor.

• La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se conoce como temperatura óptima.

EFECTO DE LA TEMPERATURA

INHIBICION DE LA ACTIVIDAD

ENZIMATICA

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INHIBICION ENZIMATICA

Los INHIBIDORES ENZIMATICOS son compuestos que reducen o anulan la actividad enzimática. Los hay de 2 tipos:


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INHIBICION COMPETITIVA

El inhibidor se une a la enzima por el mismo sitio que se une el sustrato (sitio activo), por lo tanto ambos compiten. Ej.: inhibidores de la proteasa


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INHIBICION NO COMPETITIVA

El inhibidor no se une al mismo sitio que el sustrato


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INHIBICION ACOMPETITIVAEl inhibidor se une a un sitio diferente que el sustrato, pero su unión a la enzima aumenta la afinidad de ésta por el sustrato dificultando su disociación e impidiendo la formación del producto.


INHIBICION ACOMPETITIVA

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INHIBICION IRREVERSIBLE

Modifican colaventemente la estructura de la enzima mediante la alteración tridimensional de la estructura del sitio activo.

Ej.: El diisopropilfluorofosfato (DFP) es hidrolizado por la enzima pero el grupo fluor se mantiene unido a una serina en el sitio activo, inactivándolo. Además, el DFP reacciona con el centro activo de la acetilcolinesterasa en la sinapsis neuronal, lo que lo convierte en una potente neurotoxina con una dosis letal de menos de 100 mg.

INHIBICION IRREVERSIBLE

REGULACION DE LA ACTIVIDAD

ENZIMATICA

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REGULACION DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA


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ZIMOGENOSUn amplio número de enzimas se sintetizan en forma de precursores inactivos de masa molecular mayor a la de la enzima madura activa. Estos precursores reciben el nombre de proenzimas o zimógenos.

El zimógeno, sufre un proceso de escisión en el lisosoma en el que libera una cadena de aa llamada péptido de activación, proceso a partir del cual se genera la enzima activa.

Ej.:

TRIPSINOGENO TRIPSINA


LISOSOMA

ENTEROCINASA

ENZIMAS ALOSTERICOS

Hay enzimas que pueden adoptar 2 conformaciones interconvertibles: R (relajada) y T (tensa).

Siendo la forma R la más activa

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ENZIMAS ALOSTERICAS


Enzima Relajada

Enzima Tensa

Modulador Alostérico

positivo negativo

Moléculas que favorecen las formas R o T y se unen a la enzima por un sitio diferente a su sitio activo

MODULADORES ALOSTERICOS

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ISOENZIMASEnzimas que difieren en la disposición de sus aa pero que tienen la misma actividad enzimática. Tienen cinéticas diferentes así como también diferentes mecanismos de regulación.

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ENZIMAS EN EL DIAGNOSTICO CLINICO

• CPK (creatinfosfoquinasa) • Fracción M: CK-MM (muscular)• Fracción B: CK-BB (cerebral)• Fracción MB CK-MB (cardíaca)

• Patologías: miopatías congénitas, infarto al miocardio, cirugía y traumatismo cardíaco, ejercicio intenso

• LDH (lactadodeshidrogenasa)• Fracción H (miocardio)• Fracción M (músculo)

• HHHH (LDH 1): miocardio y eritrocito• HHHM (LDH 2): miocardio y eritrocito• HHMM (LDH 3): cerebro y riñón• HMMM (LDH 4): hígado y músculo esquelético• MMMM (LDH 5): músculo esquelético

• Patologías: infarto al miocardio, cancer, distrofia muscular, hepatitis aguda, dermatomiositis, ACV, hemopatías

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CLASIFICACION DE LA ENZIMAS EN EL DIAGNOSTICO CLINICO• Aminotransferasas

• AST: aspartato aminotransferasa• Hígado y Miocardio

• ALT: alanina aminotransferasa• Hígado

• Patologías: infarto al miocardio, hepatitis aguda, pancreatitis aguda

• Fosfatasas• ACP: fosfatasa acida (próstata, hígado, hueso, bazo)

• Patologías: cancer de próstata metastatizado, enfermedad osea, embolismo pulmonar, hemopatías malignas, enfermedades de Gaucher, Niemann-Pick, Hodgkin, Paget)

• ALP: fosfatasa alcalina (hueso, intestido delgado, hígado, placenta)• Patologías: intericia obstructiva, hiperparatiroidismo primario, osteítis

deformante, neoplasias oseas o prostáticas, mieloma múltiple, raquitismo, hipotiroidismo infantil, enfermedad celíaca, escorbuto.

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CLASIFICACION DE LA ENZIMAS EN EL DIAGNOSTICO CLINICO• Amilasa (pancreas, saliva)

• Patología: pancreatitis aguda, úlcera gástrica, litiases pancreática por obstrucción del conducto de oddi, parotiditis

ACTIVIDADES

Elabore un mapa mental que incluya breve descripcón e imágenes sobre los factores que afectan la actividad enzimática.

Trabajo grupal: grupos de max. 4 estudiantes

Formato: Mapa Mental (imagen)

Extensión: 1 hoja

Forma de entrega: enviar por email

Tiempo de entrega: Lunes 5-5-14

Ponderación: 9% de su calificación parcial

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REFERENCIAS• http://www.monografias.com/trabajos5/enzimo/enzimo2.shtml• http://temasdebioquimica.wordpress.com/2008/07/12/especifi

cidad-enzimatica/

• http://genesis.uag.mx/edmedia/material/quimicaII/enzimas.cfm#enzimatica

• http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/schmidth02/parte02/03.html

• http://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_enzim%C3%A1tica

• http://www.uib.es/facultat/ciencies/prof/josefa.donoso/campus/modulos/modulo4/modulo4_14.htm

• http://www.med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/pdf/ez-clinico.pdf

http://www.monografias.com/trabajos5/enzimo/enzimo2.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/enzimo/enzimo2.shtml

http://temasdebioquimica.wordpress.com/2008/07/12/especificidad-enzimatica/



http://genesis.uag.mx/edmedia/material/quimicaII/enzimas.cfm#enzimatica



http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/schmidth02/parte02/03.html



http://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_enzim%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_enzim%C3%A1tica

http://www.uib.es/facultat/ciencies/prof/josefa.donoso/campus/modulos/modulo4/modulo4_14.htm



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