ENZIMASQ.F. DAVID SAMANEZ RAMOSC.Q.F.P. 12327INSTITUTO PRIVADO APURIMAC

HISTORIA1.En 1897 Eduard Buchner comenz a estudiar la capacidad de los extractos de levadura para fermentar azcar a pesar de la ausencia de clulas vivientes de levadura. En una serie de experimentos en la Universidad Humboldt de Berln, encontr que el azcar era fermentado inclusive cuando no haba elementos vivos en los cultivos de clulas de levaduras.11 Llam a la enzima que causa la fermentacin de la sacarosa, zimasa.12 En 1907 recibi el Premio Nobel de Qumica "por sus investigaciones bioqumicas y el haber descubierto la fermentacin libre de clulas". Siguiendo el ejemplo de Buchner, las enzimas son usualmente nombradas de acuerdo a la reaccin que producen. Eduard Buchner.

2.En 1878 el fisilogo Wilhelm Khne (1837 1900) acu el trmino enzima, que viene del griego "en levadura", para describir este proceso. La palabra enzima fue usada despus para referirse a sustancias inertes como la pepsina. Por otro lado, la palabra "fermento" sola referirse a la actividad qumica producida por organismos vivientes.3.Nobel Richard Willsttter) argumentaban que las protenas eran simplemente el transporte para las verdaderas enzimas y que las protenas per se no eran capaces de realizar catlisis. Sin embargo, en 1926, James B. Sumner demostr que la enzima ureasa era una protena pura y la cristaliz. Summer hizo lo mismo con la enzima catalasa en 1937. La conclusin de que las protenas puras podan ser enzimas fue definitivamente probada por John Howard Northrop y Wendell Meredith Stanley, quienes trabajaron con diversas enzimas digestivas como la pepsina (1930), la tripsina y la quimotripsina. Estos tres cientficos recibieron el Premio Nobel de Qumica en 1946.13

Enzimas Son molculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones qumicas, siempre que sea termodinmicamente posible (si bien no pueden hacer que el proceso sea ms termodinmicamente favorable).En estas reacciones, las enzimas actan sobre unas molculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en molculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las clulas necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimticas.

Catalizadores biolgicos. Protenas de forma globular Especficas para un substrato particular (Estreo especificidad) Aceleran reacciones especficas qumicas(103-10 20) Actan en disolucin acuosa, a pH y temp. ptimos

Son las unidades funcionales del metabolismo celular

ENZIMAS

SITIO CATALITICOPrcticamente todas las reacciones qumicas que tienen lugar en los seres vivos estn catalizadas por enzimas. Los enzimas son catalizadores especficos: cada enzima cataliza un solo tipo de reaccin, y casi siempre acta sobre un nico sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reaccin catalizada por un enzima:SubstratosEnzima Los Substratosse acercan a la Enzima (sitio Activo)

SITIO CATALTICO Los enzimas, a diferencia de los catalizadores inorgnicos catalizan reacciones especficas. Sin embargo hay distintos grados de especificidad. El enzima sacarasa es muy especfico: rompe el enlace b-glucosdico de la sacarosa o de compuestos muy similares. As, para el enzima sacarasa, la sacarosa es su sustrato natural, mientras que la maltosa y la isomaltosa son sustratos anlogos. El enzima acta con mxima eficacia sobre el sustrato natural y con menor eficacia sobre los sustratos anlogos. Entre los enzimas poco especficos estn las proteasas digestivas como la quimotripsina, que rompe los enlaces amida de protenas y pptidos de muy diverso tipo.

PROPIEDADESAUMENTAN LA VELOCIDAD DE REACCIN De 106 to 1012 veces vs sin enzima.An ms rpido que los catalizadores qumicos.

CONDICIONES DE REACCINTemperatura 25-40 oC (algunas hasta 75 oC)pH neutro (5-9), la mayora 6.5 7.5Presin atmosfrica normal

CAPACIDAD DE REGULACINPor concentracin de sustratoPor concentracin de enzimaPor inhibidores competitivos (semejantes al sustrato)Por inhibidores no competitivos (modificacin covalente de la enzima)Por regulacin alostrica

ALTA ESPECIFICIDAD DE REACCINInteraccin estereoespecfica con el sustratoNo hay productos colaterales

Catalizadores biolgicos. Protenas de forma globular Especficas para un substrato particular (Estreo especificidad) Aceleran reacciones especficas qumicas(103-10 20) Actan en disolucin acuosa, a pH y temp. ptimos Son las unidades funcionales del metabolismo celular

Reacciones acopladas (catabolismo anabolismo)

ENZIMAS CARACTERISTICAS

Mamferos 37Bacterias y algas aprox. 100Bacterias rticas aprox. 0 Enzima Temp. pt. (oC)

Enzima(gr).: fermento Vitalistas

Mecanicistas1926, James B. SummerUreasa

Estructura globular Hervir con HClTripsinaTemperatura elevadapH extremo

Enzimas que requieren elementos inorgnicosCitocromo oxidasaCatalasa, peroxidasaFe2+, Fe+,

Citocromo oxidasaCu2+DNA polimerasaAnhdrasa carbnicaAlcohol deshidrogensaZn2+

HexoquinasaGlucosa 6-fosfatasaMg2+

ArginasaMn2+Piruvato quinasaK+, Mg2+UreasaNi2+Nitrato reductasaMo2+

Oxidorreductasas

Transferasas

Hidrolasas

Liasas

Isomerasas

Ligasas

CLASES DE ENZIMAS:

Oxidorreductasas

Transferasas

Hidrolasas

Liasas

Isomerasas

Ligasas

CLASES DE ENZIMAS:

Enzimas:Reduccin: ganancia de electrones (hidrgeno o prdida de oxgeno)

Oxidacin: prdida de electrones (hidrgeno o ganancia de oxgeno).

La Oxidacin y la Reduccin son reacciones acopladas (REDOX)

No.ClaseTipo de reaccin que catalizanEjemplo1OxidorreductasasDe xido reduccin (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas

Si una molcula se reduce, tiene que haber otra que se oxide1. Oxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reduccin).

Enzimas:

No.ClaseTipo de reaccin que catalizanEjemplo1OxidorreductasasDe xido reduccin (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas2TransferasasTransferencia de gruposKinasasTransaminasas

2. Transferasas (Transferencia de grupos funcionales)

grupos aldehdos gupos acilos grupos glucosilos grupos fosfatos (kinasas)

Succinato DeshidrogenasaCitocromo c oxidasa.

Transforman polmeros en monmeros. Actan sobre:

3. Hidrolasas (Reacciones de hidrlisis)

enlace ster enlace glucosdico enlace peptdico enlace C-N

Enzimas:

No.ClaseTipo de reaccin que catalizanEjemplo1OxidorreductasasDe xido reduccin (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas2TransferasasTransferencia de gruposKinasasTransaminasas3HidrolasasHidrlisis, con transferencia de grupos funcionales del aguaPirofosfatasaTripsinaAldolasa4LiasasLisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adicin de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasas)

Descarboxilasa pirvica

4. Liasas (Adicin a los dobles enlaces)

Entre C y C Entre C y O Entre C y N

Enzimas:

No.ClaseTipo de reaccin que catalizanEjemplo1OxidorreductasasDe xido reduccin (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas2TransferasasTransferencia de gruposKinasasTransaminasas3HidrolasasHidrlisis, con transferencia de grupos funcionales del aguaPirofosfatasaTripsinaAldolasa4LiasasLisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adicin de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasa)(Sintasas)Descarboxilasa pirvica5IsomerasasTransferencia de grupos en el interior de las molculas para dar formas ismerasMutasasEpimerasasRacemasas

5. Isomerasas (Reacciones de isomerizacin)

Enzimas:

No.ClaseTipo de reaccin que catalizanEjemplo1OxidorreductasasDe xido reduccin (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas2TransferasasTransferencia de gruposKinasasTransaminasas3HidrolasasHidrlisis, con transferencia de grupos funcionales del aguaPirofosfatasaTripsinaAldolasa4LiasasLisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adicin de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasa)(Sintasas)Descarboxilasa pirvica5IsomerasasTransferencia de grupos en el interior de las molculas para dar formas ismerasMutasasEpimerasasRacemasas6LigasasFormacin de enlaces C-C, C-S, C-O y C-N. Mediante reacciones de condensacin, acopladas a la ruptura del ATPSintetasas

6. Ligasas (Formacin de enlaces, con aporte de ATP)Entre C y O Entre C y S Entre C y N Entre C y C

Actuacin global de la reaccin catalizada. Utilizar un procedimiento analtico para la determinacin de S que desaparece o los productos de la reaccin que aparecen. Si la enzima requiere cofactores (ines metlicos o coenzimas). La dependencia de la actividad enzimtica con la [S] o sea KM del S. El pH ptimo. Un intervalo de temperatura en la que la enzima es estable y muestra actividad elevada.

Cmo detectar una enzima?

Es la cantidad que transforma 1.0 mM (10-6 M) de S /min a 25oC, en las condiciones de medida ptima.1.0 Unidad de Actividad EnzimticaEs el no. de U de enzima / mg de protena.Es una medida de la pureza de la enzima.La Actividad Especfica

Es el no. de molculas de S transformadas / unidad de tiempo, por una molcula de enzima (o por un slo sitio cataltico, cuando la E, es el limitante).El Nmero de Recambio de una EnzimaAnhidrasa carbnicab-Amilasab-GalactosidasaFosfoglucomutasa36 000 000 1 000 000 12 000 1 240Enzima. Moles de S, transf./ min. a 20-38 oC.

VITAMINASSon sustancias orgnicas imprescindibles en los procesos metablicos, no aportan energa, pero sin ellas el organismo no es capaz de aprovechar los elementos constructivos y energticos suministrados por la alimentacin.

Las vitaminas deben ser aportadas a travs de alimentacin, puesto que el cuerpo no puede puede sintetizarlas. Una excepcin es la vitamina D, que se puede formar en la piel con la exposicin al sol y las vitaminas K, B1, B12 y cido flico que se forman en pequeas cantidades en la flora intestinal.

Se muestran las caractersticas de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.Se muestran las caractersticas de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.