CONTROL DE LA ACTIVIDAD

ENZIMÁTICA

Control de la actividad enzimática

Enzimas reguladorasretroinhibición

Modificación covalente Enzimas alostéricas

Activacion por proteolisis

REGULACION ENZIMÁTICA

MECANISMO DE RETROINHIBICIÓN

ENZIMAS ALOSTERICAS

Existen 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

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.

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

+

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

Modificación covalente

Enzimas reguladoras

2. Modulacion covalente reversibleFosforilacion AdenililacionUridililación ADP-ribosilaciónMetilación Carbamilación

CARACTERISTICAS • Esta enzima presenta 2 formas:

Fosforilasa a: forma activa

Fosforilasa 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,

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

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.

Formas de modificación covalente, 1

Fosforilación: Protein kinasas

Sobre residuos de Ser, Thr y Tyr

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

MODIFICACION COVALENTE Residuos de aac que aceptan la modificación coovalente

Formas de modificación covalente, 3

Adenilación: Sistema de la Glutamina sintetasa

Formas de modificación covalente, 4

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

MODIFICACION ALOSTERICA

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

• 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

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

Enzimas alostéricas

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

K enzimas- Efector modula km

V enzimas- Efector modula Vmax

Cinética sigmoidal: activación/

inactivación como interruptor (switch-like)

ACTIVACION POR PROTEOLISIS

ACTIVACIÓN DE ZIMÓGENOS

DEL QUIMITRIPSINÓGENO

Proteasa inactiva

Activación por proteólisis en

cascada

Proteolisis por trombina

A y B

Monómero de fibrina

Union β - βGHR Union γ - αGPR

βGHR

αGPR