Bolilla 1 Enzimas

Caracteres generales. Importancia del estudio de las enzimas en los alimentos. Nomenclatura y

clasificación. Coenzimas. Compartimentalización de las enzimas.

Cinética enzimática. Factores que afectan la actividad enzimática, temperatura, pH, actividad

de agua, radiaciones ionizantes, etc.

Ecuación de Michaelis-Menten. Inhibición de enzimas, competitiva, no competitiva y

acompetitiva.

Enzimas reguladoras. Enzimas alostéricas, modificación por unión covalente. Isoenzimas. Zimógenos. Enzimas endógenas y exógenas.

INHIBIDORES REVERSIBLES

•Sustancias que producen un cambio de la capacidad catalítica de la enzima pero su acción no es permanente, el complejo [EI] se disocia rápidamente.

•La inhibición reversible puede ser:

COMPETITIVA

NO COMPETITIVA

ACOMPETITIVA

INHIBIDORES REVERSIBLES COMPETITIVOS

INHIBIDORES REVERSIBLES NO COMPETITIVOS

Se unen a la E en un sitio diferente al sitio activoEste tipo de inhibición no es revertida por aumento de la [S]

INHIBIDORES REVERSIBLES NO COMPETITIVOS

• La unión S-E no esta afectada, porque el I se une a la E libre o al [ES].

• Una vez formado el [ESI] la enzima se inactiva.

• El valor de Km no se modifica, pues el S reacciona con la E igual que en ausencia del I.

• Ejemplos: reactivos que se unen a grupos –SH de cisteína, indispensables para algunas enzimas, iones metálicos (Cu2+, Hg2+ y Ag2+).

• Otros I se unen a los metales componentes de la E, por ejemplo: cianuro se une fuertemente al Fe de los citocromos, catalasas y así bloquean su actividad.

INHIBIDORES ACOMPETITIVOSINHIBIDORES ACOMPETITIVOS

Son inhibidores reversibles.Son inhibidores reversibles.El I se une al complejo ES El I se une al complejo ES ESI ESI

Hay 2 reacciones que producen:Hay 2 reacciones que producen:1- ESI1- ESI2- P2- P

Este tipo de inhibición se da en casos en los Este tipo de inhibición se da en casos en los cuales participan varios sustratos en la reaccióncuales participan varios sustratos en la reacción. .

No es revertida por aumento de la [S].No es revertida por aumento de la [S].

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAREGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

La AE en las células se ajustan a las necesidades fisiológicas, cambiantes

permanentemente.

A [S] bajas, la AE es proporcional a los niveles de S.

En condiciones fisiológicas, la [S] se encuentra por debajo o próxima al Km, así los niveles de S, determinarán la mayor o menor

AE.

A mayor [S] mayor AE

La E que cataliza la primera etapa de una vía metabólica suele ser reguladora.

• Los seres vivos han generado mecanismos para regular

las rutas bioquímicas.

• La regulación es esencial por las siguientes razones:

Mantenimiento de un estado ordenado no hay

desperdicio de recursos.

Conservación de la energía utilización de la En

suficiente en las células, para consumir los nutrientes

según sus necesidades energéticas.

Respuesta a variaciones ambientales son los ajustes

rápidos que deben realizar las células (pH, [S], T°C), por

su capacidad de aumentar o disminuir la velocidad de

las reacciones específicas.

Enzimas Constitutivas Compartimentalización

ENZIMAS ALOSTÉRICASENZIMAS ALOSTÉRICAS

Moduladores, modificadores o efectores alostéricos Moduladores, modificadores o efectores alostéricos •Positivos o negativos para la AE. •Efector Homotrópico: el propio sustrato actúa como efector positivo.•Efector Heterotrópico: efector diferente del sustrato.

Regulación por retroinhibición o Feed- back negativo

• Tanto la inhibición como la activación son reversibles.

• El agente modificador actúa uniéndose a la E en un sitio diferente al sitio catalítico

Estas Enzimas Alostéricas, además del sitio catalítico, presentan otros sitios reguladores donde se unirán moléculas que actúan sobre su AE.

Modifican la conformación de la E

• Los moduladores alostéricos (-) no deben ser confundidos con los Inhibidores.

• Sus efectos cinéticos son diferentes.

• No miden cambios conformacionales entre formas activas e inactivas de la enzima.

Forma T

Forma R

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAENZIMAS ALOSTÉRICAS

Modificación enzimática inmediata Curvas sigmoideas: las enzimas con este tipo de

cinética pueden regular la [S]

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

MODIFICACIÓN COVALENTEMODIFICACIÓN COVALENTE(modificación enzimática inmediata o minutos )

Adición o remoción de grupos fosfato sobre residuos de Serina, Treonina o Tirosina

específicos de la enzima.Quinasas de proteínas

familia de enzimas que catalizan reacciones de

fosforilación utilizan como dador del grupo fosfato al

ATP.Fosfatasas de

proteínas separan los grupos fosfatos de las enzimas fosforiladas

QUINASA DE

PROTEÍNAS

ATP ADP

ENZIMA

OH

ENZIMA

OPO3=

HPO4= H2O

FOSFATASA DE PROTEÍNAS

Otros grupos: adenilo, uridilo, metilo

Glucógeno fosforilasa

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS ENZIMÁTICA ENZIMÁTICA A NIVEL GÉNICOA NIVEL GÉNICO

(modificación enzimática en horas o días)

INDUCCIÓN síntesis enzimática aumentada

REPRESIÓN síntesis enzimática disminuida

CONSECUENCIA cambios en la población total de sitios activos.

Una enzima puede responder a más de un tipo de regulación

Enzimas diagnósticas de Enzimas diagnósticas de enfermedades cardíacasenfermedades cardíacas

• Creatina Quinasa (CK o CPK) • Lactato deshidrogenasa (LDH)• Aspartato amino transferasa (ASAT- GOT)

• Alanina amino transferasa (ALAT- GPT)• Otros marcadores: proteínas como

mioglobina, troponinas, proteína de enlace de ácidos grasos (FABP), enzima glucógeno fosforilasa.

Enzimas relacionadas con las enfermedades hepáticas

• Transaminasas (ALAT y ASAT)• Fosfatasa alcalina (FAL)• Gama- glutamil- transferasa (GGT)

Enzimas relacionadas con daño pancreático

• Amilasa sérica y urinaria• Lipasa• Tripsinógeno sérico y urinario• Quimotripsina y elastasa en heces