CARRERA DE: MEDICINA HUMANACATEDRA DE: BIOQUIMICA

Enzimas

Enzimas Son polmeros biolgicos que catalizan las reacciones qumicas que hacen posible la vida tal como la conocemos Actualmente hay mas de 2000 enzimas en la clula viva y cada una de ellas se encarga con especificidad de una reaccin qumica

-En 1835 la primera teora general sobre la catlisis qumica publicada por J.J. Berzelius inclua un ejemplo de lo que hoy conocemos como un enzima: la diastasa de la malta, sealando que la hidrlisis del almidn se catalizaba ms eficazmente por sta que por el cido sulfrico. -En 1860 Louis Pasteur propuso que la fermentacin del azcar para transformarse en alcohol era inducida por ciertos catalizadores biolgicos, razn por la cual los enzimas fueron llamados inicialmente "fermentos". Pasteur supuso que dichos catalizadores se hallaban unidos de modo indisoluble a la estructura de las clulas de la levadura por lo que no podan actuar fuera de estas. -En 1877 se utiliza por primera vez la denominacin "enzima" (etimolgicamente "en la levadura"). -En 1897 E. Bchner consigui extraer de las clulas de la levadura los enzimas que catalizan la fermentacin alcohlica, demostrando que stos pueden actuar independientemente de la estructura celular. Este hecho permiti estudiar "in vitro" la actividad y propiedades de los enzimas, aislarlos en estado puro y analizar su composicin.

-En 1926 J.B. Sumner aisl un enzima, la ureasa, en forma cristalina pura y demostr que los cristales estaban formados por protenas. -Entre 1930 y 1936 se aislaron en forma cristalina pura diversos enzimas quedando establecida de modo definitivo la naturaleza proteica de estos catalizadores biolgicos. Desde entonces se han identificado varios miles de enzimas diferentes, habindose aislado muchos de ellos en forma cristalina. -En el mismo perodo J.B.S. Haldane expuso la idea de que los enzimas establecen 3

interacciones dbiles con el sustrato para distorsionarlo y catalizar as su transformacin; esta idea result capital para el moderno conocimiento de la accin enzimtica. -En 1981 se descubri que determinados tipos de RNA pueden catalizar su propia sntesis, hecho este que oblig a revisar algunas de las ideas preexistentes acerca de la naturaleza de los biocatalizadores.

Los enzimas actan de acuerdo con los mismos principios generales que los dems catalizadores: aumentan la velocidad de las reacciones qumicas combinndose transitoriamente con los reactivos de manera que estos alcanzan un estado de transicin con una energa de activacin menor que el de la reaccin no catalizada. Hay que destacar sin embargo que los enzimas son mucho ms eficaces que cualquier catalizador artificial conocido. Se ha podido comprobar que los aumentos de velocidad que producen son de entre 10 7 y 10 14 veces la velocidad de la reaccin no catalizada. La actividad molecular (nmero de molculas de sustrato transformadas por una sola molcula de enzima por minuto) de distintos enzimas oscila entre unos pocos miles y varios millones de molculas de sustrato por minuto. Cabe preguntarse pues, cmo consiguen los enzimas aumentos tan espectaculares en la velocidad de las reacciones qumicas que catalizan.

Las enzimas son catalizadores eficaces y muy especficos

Se unen por medio de tres puntos de fijacin Pueden convertir sustratos no quirales en productos quirales

Las enzimas son protenas conjugadas

Cofactores Metales enzima asociada Fe2+ y Fe3+ citocromo oxidasa, catalasa, peroxidasa Cu2+ citocromo oxidasa, tirosinasa Mg2+ hexoquinasa, glucosa 6 fosfatasa Zn2+ anhidrasa carbonica Mn2+ arginasa, fosfotransforasa K+ piruvatoquinasa Ni2+ ureasa

b) Grupos prostticos enzimas asociadas FAD(flavina adenina dinuoletido) deshidrogenasa succinica PPT (pirofosfato de liamina) piruvato descarboxilasa biotina piruvato carboxilasa c) Coenzimas NAD+ deshidrogenasa lactica NADP+ glucosa 6 fosfato deshidrogenasa

Catlisis por proximidad Catlisis acidobsica Catlisis por tensin Catlisis por covalente

Clasificacin por el tipo de reaccinOxidorreductasas : catalizan oxidaciones y reducciones Transferasas : catalizan la transferencia de porcionesHidrolasas : catalizan la ruptura de enlaces qumicos con la adicin de elementos de aguaLiasas : catalizan la ruptura de enlaces c-o c-c c-n y otros

Clasificacin por el tipo de reaccinOxidorreductasas : catalizan oxidaciones y reducciones Transferasas : catalizan la transferencia de porcionesHidrolasas : catalizan la ruptura de enlaces qumicos con la adicin de elementos de aguaLiasas : catalizan la ruptura de enlaces c-o c-c c-n y otros

Isomerasas : catalizan reacciones de isomerizacin Ligasas : catalizan reacciones que implican la condensacin de dos molculas

Isomerasas : catalizan reacciones de isomerizacin Ligasas : catalizan reacciones que implican la condensacin de dos molculas

Oxidorreductasas DeshidrogenasasOxidasas Transferasas Quinasas Mutasas TransaldolasasTrancetolasasTransaminasasFosforilasas Hidroalsas Fosfatasa Liasas Descarboxilasas Isomerasas Epimerasas Ligasas SintasaTioquinasa

E + S E E + P k2k1 k1 k4

La ecuacin final conocida precisamente como la ecuacin de Michaells Menten, es la siguiente :

v = Vmax(s)/km + (s)

Donde v es la velocidad inicial de la reaccin Vmax es la velocidad mxima de la reaccin km es la constante de michaelis menten (S) es la concentracin del sustrato

Factores que modifican la velocidad de las reacciones enzimticas-Efecto de la temperatura -Efecto de concentracin de hidrogenasa -Efecto de la concentracin de la enzima -Efecto de la concentracin de sustrato

Inhibicin enzimtica Compuestos que al ser aadidos al medio donde esta actuando la enzima, determinan una menor actividad de la misma

Inhibidores reversibles Inhibidores irreversibles

Inhibicin competitiva :Cuando el inhibidor se une reversiblemente al mismo sito que normalmente ocupa el sustrato

Inhibidor no competitiva En este caso el inhibidor se une a la enzima en un lugar diferente que el destinado a unirse con el sustrato

Aspartato aminotransferasa (AST/GOT)Valores normales: < 40U/mlAumento importante: Infarto e miocardio, hepatitis, traumatismosAumento moderado: cirrosis, mononucleosis, ictericia, hemlisistambin llamada aspartato transaminasa (AST)Se encuentran cantidades elevadas de esta enzima en el suero en casos de infarto agudo de miocardio, hepatopata aguda, miopatas, por el empleo de determinados frmacos y en cualquier enfermedad o trastorno en el cual resulten seriamente daadas las clulas.

Alanina aminotransferasa (ALT/GPT)Valores normales: < 50 U/mlAumento importante: Shock, hepatitisAumento moderado: cirrosis, mononucleosis, ictericia.anteriormente conocida como transaminasa glutmico-pirvica (GPT)Como es una aminotransferasa ms especficamente heptica que la aspartato aminotransferasa (AST), aparece ms elevada en las enfermedades hepticas que en otras, por eso el cociente ALT/AST (o GPT/GOT) ser mayor de 1 en ciertas enfermedades hepticas como la hepatitis vrica. Al contrario aparece menor de 1 en enfermedades crnicas como la cirrosis heptica, enfermedad heptica alcohlica, congestin heptica o tumores hepticos.

-amilasa: Valores normales:

Creatn fosfoquinasa (CPK)Valores normales: < 160U/ml en varones y

Fosfatasa cida (ACP) Valores normales: < 2 U/ml Aumento importante: hipertrofia o cncer de prstata (isoenzima prosttico),hiperparatiroidismo, Hodkin, enf. Paget Aumento moderado: enf. Gaucher, insuficiencia renal aguda, hepatitis, ictericia obstructiva.Las fosfatasas cidas se encuentran presentes en casi todos los tejidos del organismo, siendo particularmente altas sus cantidades en prstata, estmago, hgado, msculo, bazo, eritrocitos y plaquetas.Se ha visto que en individuos con carcinoma de prstata, se produce una elevacin en los niveles de la enzima en suero, como consecuencia del aumento de isoenzima prosttica. Cuando no se ha producido metstasis y el tumor se encuentra circuns-cripto a la glndula, el incremento ser pequeo o nulo. En cambio, ste ser importante cuando existe compromiso de otros tejidos, especialmente, el seo.En principio, se pens que la fraccin tartrato lbil era especfica de prstata. Hoy se sabe que existen fosfatasas cidas tartrato lbiles de origen no prosttico.

Fosfatasa alcalina (ALP) Valores normales: 85-190U/ml en el adulto. Hasta 500U/ml en nios en desarrollo Aumento importante: ictericia obstructiva, colelitiasis, neoplasia de vas biliares, cirrosis, hepatomas Aumento moderado: neoplasias seas osteognicas, osteomalacia, enf. Paget, hiperparatiroidismo.La fosfatasa alcalina recibe el nombre de orto-fosfrico-monoster hidrolasa. Las causas de un aumento de FAL:Enfermedad sea de Paget, obstrucciones hepticas, hepatitis, hepatoxicidad por medicamentos y osteomalacia.Las causas de una disminucin de FAL: Cretinismo y dficit de vitamina C.

Los niveles de la fosfatasa alcalina superiores a los normales pueden deberse a:AnemiaObstruccin biliarEnfermedad seaConsolidacin de una fracturaHepatitisHiperparatiroidismoLeucemiaEnfermedad hepticaCnceres seos osteoblsticosOsteomalaciaEnfermedad de PagetRaquitismo

Gamaglutamil transpeptidasa (GGT)Valores normales: < 35U/ml en varones y

En general la reaccin es:(5-L-glutamil)-pptido + un aminocido \rightleftharpoons pptido + 5-L-glutamilLa GGT tiene varios usos como marcador diagnstico en la clnica. En general, y dependiendo del laboratorio en cuestin, el rango normal de la enzima en la sangre va de 40 a 78U/L. Valores sricos elevados de la GGT pueden ser encontrados en enfermedades hepticas, del pncreas y de la va biliar.

Lctico deshidrogenasa (LDH) Valores normales: < 120-230 U/ml Aumento importante: infarto de miocardio (LDH1), hepatitis vricas (LDH4, LDH5) Aumento moderado: hemlisis, accidente cerebro-vascular, distrofia muscularCorresponde a la categora de las oxidorreductasas, dado que cataliza una reaccin redox, en la que el piruvato es reducido a lactato gracias a la oxidacin de NADH a NAD+. Dado que la enzima tambin puede catalizar la oxidacin del hidroxibutirato, ocasionalmente es conocida como Hidroxibutirato Deshidrogenasa (HBD).Participa en el metabolismo energtico anaerobio, reduciendo el piruvato (procedente de la gluclisis) para regenerar el NAD+, que en presencia de glucosa es el sustrato limitante de la va glucoltica.

Los niveles aumentados de LDH pueden indicar:Cardiopatas: infarto de miocardio, miocarditis, insuficiencia cardaca aguda,arritmias cardacas.Enfermedades hematolgicas.Hepatopatas:hepatitis, hepatopata txica, obstruccin de lasvas biliares. Metstasistumorales.Otros: tromboembolismo pulmonar,neumonas,insuficiencia renalaguda,infartorenal,hipotiroidismo, ejercicio muscular muy violento,fiebre tifoidea, tratamiento con medicamentos hepatotxicos,alcoholismo.

Valores normales: