METABOLISMO

Contenidos trabajados en clase.

Enzimas ¿Qué son ?¿Donde actúan?¿Como actúan?Propiedades o

características

Toda reacción exergónica necesita calor (energía )para comenzar Ej La combustión de la madera

Esta energía se conoce como energía de activación , generalmente es mucho menor que la energía liberada en el proceso.

¿Cómo lo hacen las células? Para que los reactantes se transformen en

productos se requiere de gran cantidad de energía de activación .

Este requerimiento energético las hace prácticamente imposible para que reaccionen

A + B C + DReactantes Productos

Las enzimas Hacen posible las reacciones químicas

disminuyendo la cantidad de energía de activación que se necesita.

Controlan la velocidad a la que ocurre la reacción .

Permite que las reacciones ocurran a una temperatura que no hagan daño al organismo.

A + B C + DReactantes Productos

Las enzimas son catalizadores biológicos, aceleran las reacciones disminuyendo la energía de activación

Las enzimas: actúan disminuyendo la energía de activación necesaria para que ocurran las reacciones química

Reacción no catalizada Reacción catalizada

Esto es válido tanto para las reacciones catabólicas como para las anabólicas ; dentro y fuera de la célula (gracias a la secreción de enzimas)

Propiedades de las enzimas :Son catalizadores de las reacciones químicas en los

sistemas biológicos.Tienen gran poder catalizador. Poseen un elevado grado de especificidad de sustrato , cada

enzima cataliza un solo tipo de reacción.Funcionan en soluciones acuosas en condiciones

determinadas de temperatura y pH. Son las unidades funcionales del metabolismo celular Actúan por presencia ,no intervienen en la reacción química

que catalizan.Actúan en pequeñísima cantidad.

La mayoría de las enzimas son proteínasLa función depende de la integridad de la conformación

proteica ( primaria, secundaria , terciaria o cuaternaria)Existen enzimas que son proteínas simples y otras

requieren la participación de otros compuesto químicos.- Cofactores ej. Cu, Mg, Zn o coenzimas ej. vitaminas Cuando la enzima permanece unida al cofactor se denomina grupo prostético.

Apoenzima + cofactor o coenzima Holoenzima (Proteína ) (Enzima activa )

¿Cómo actúan las enzimas?Llave cerradura ; encaje inducido

Mecanismo llave cerradura La sustancia sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato.El sustrato se une a una zona especifica de la enzima llamada sitio activo, formando el complejo enzima sustratoSe forman los productos y la enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacciones

Mecanismo encaje inducido

Factores que afectan la actividad enzimáticaTemperatura pHConcentración de sustratoinhibidores

Temperatura

Temperatura: las enzimas son sensibles a la temperatura pudiendo verse modificada su actividad por este factor. Los rangos de temperaturas óptimos pueden llegar a variar sustancialmente de unas enzimas a otras. Normalmente, a medida que aumente la temperatura, una enzima verá incrementada su actividad hasta el momento en que comience la desnaturalización de la misma, que dará lugar a una reducción progresiva de dicha actividad.

Concentración de sustrato

pH: el rango de pH óptimo también es muy variable entre diferentes enzimas. Si el pH del medio se aleja del óptimo de la enzima, esta verá modificada su carga eléctrica al aceptar o donar protones, lo que modificará la estructura de los aminoácidos y por tanto la actividad enzimática.

Inhibidores:Son moléculas diferentes al sustrato que pueden unirse a la

enzima reduciendo total o parcialmente su actividad catalítica.

Inhibición acompetitiva el inhibidor no puede unirse a la enzima libre, sino únicamente al complejo enzima-sustrato (ES). Una vez formado el complejo con el inhibidor (EIS) la enzima queda inactiva. Este tipo de inhibición es poco común.

Inhibidores competitivo : son moléculas estructuralmente semejante al sustrato original que ocupan temporalmente el sitio activo de la enzima , impidiendo su acción

Inhibidores no competitivos: son moléculas que alteran la conformación espacial del enzima , impidiendo su unión al sustrato

Clasificación de las enzimas El nombre de una enzima suele derivarse del sustrato

o de la reacción química que cataliza, con la palabra terminada en -asa. Por ejemplo, lactasa proviene de su sustrato lactosa; alcohol deshidrogenasa proviene de la reacción que cataliza que consiste en "deshidrogenar" el alcohol; ADN polimerasa proviene también de la reacción que cataliza que consiste en polimerizar el ADN.

La Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular ha desarrollado una nomenclatura para identificar a las enzimas basada en los denominados Números EC. De este modo, cada enzima queda registrada por una secuencia de cuatro números precedidos por las letras "EC". El primer número clasifica a la enzima en base a su mecanismo de acción. A continuación se indican las seis grandes clases de enzimas existentes en la actualidad:

EC1 Oxidorreductasas: catalizan reacciones de oxidorreducción o redox. Precisan la colaboración de las coenzimas de oxidorreducción (NAD+, NADP+, FAD) que aceptan o ceden los electrones correspondientes. Tras la acción catalítica, estas coenzimas quedan modificadas en su grado de oxidación, por lo que deben ser recicladas antes de volver a efectuar una nueva reacción catalítica. Ejemplos: deshidrogenasas, peroxidasas.

EC2 Transferasas: transfieren grupos activos (obtenidos de la ruptura de ciertas moléculas) a otras sustancias receptoras. Suelen actuar en procesos de interconversión de monosacáridos, aminoácidos, etc. Ejemplos: transaminasas, quinasas.

EC3 Hidrolasas: catalizan reacciones de hidrólisis con la consiguiente obtención de monómeros a partir de polímeros. Actúan en la digestión de los alimentos, previamente a otras fases de su degradación. La palabra hidrólisis se deriva de hidro → 'agua' y lisis → 'disolución'. Ejemplos: glucosidasas, lipasas, esterasas.

EC4 Liasas: catalizan reacciones en las que se eliminan grupos H2O, CO2 y NH3 para formar un doble enlace o añadirse a un doble enlace. Ejemplos: descarboxilasas, liasas.

EC5 Isomerasas: actúan sobre determinadas moléculas obteniendo de ellas sus isómeros funcionales o de posición, es decir, catalizan la racemización y cambios de posición de un grupo en determinada molécula obteniendo formas isoméricas. Suelen actuar en procesos de interconversión. Ejemplo: epimerasas (mutasa).

EC6 Ligasas: catalizan la degradación o síntesis de los enlaces denominados "fuertes" mediante al acoplamiento a moléculas de alto valor energético como el ATP. Ejemplos: sintetasas, carboxilasas.

Apliquemos los conceptos aprendidos En silencio y concentrado/a Lee, analiza, piensa y luego responde

Observa la siguiente imagen y responde

1.- ¿Es una reacción endo o exotérmica? .Justifica .

2.- ¿Qué proceso metabólico está representado en este gráfico?

3.- ¿Qué representa la curva roja ?

4.-Indica la energía de activación de la reacción con presencia de la enzima 5.-¿ La energía total liberada en esta reacción es modificada por la presencia de la enzima? Justifica

Completa la siguiente imagen

Con los siguientes conceptos:Sustrato Sitio activoEnzima Complejo enzima sustrato ProductosInhibidor

¿Es una reacción Cata o anabólica ? Justifica tu respuesta

Observa y analiza la siguiente imagen y desarrolla la actividad

Observa y analiza la siguiente imagen y desarrolla la actividad

1.- ¿Qué proceso esta representado en el esquema?2.- ¿Es un proceso anabólico o catabólico ? Justifica 3.- Señaliza con una flecha los reactantes y los productos4.- Indica cual es el complejo Enzima Sustrato 5.- Indica ¿Cuál es la enzima ? Y explica en base a este esquema las propiedades de especificidad y acción por presencia

Desarrolla las siguientes preguntas: ¿Cuáles son los principales factores qué influyen en la

actividad enzimática?¿Qué es un inhibidor? y de cuántos tipos puede ser la

acción qué realizan .Define centro activo y complejo enzima sustrato.Describe las características de las vías metabólicas.Explica cuál es la función de una enzima , y qué se entiende

por apoenzima y coenzima.En una reacción química en que la sustancia A se

transforma en la sustancia B , se liberan 10Kcal /mol de producto ¿Cuánta energía se liberara si la reacción estuviese catalizada por una enzima? Justifica tu respuesta.