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REGULACIN ENZIMTICA

REGULACIN DE LA ACTIVIDAD ENZIMTICALas enzimas llevan a cabo una serie de reacciones secuenciales que constituyen las rutas metablicas A B C Y Z

Dichas rutas estn perfectamente coordinadas entre s y cada una est regulada de forma muy precisa.La velocidad de cada ruta est controlada para que refleje las necesidades generales de la clula. La primera enzima de la ruta suele ser limitante de la velocidad (enzima regulador)

MECANISMOS DE REGULACIN ENZIMTICA1. Control a nivel de sustrato

2. Inhibicin reversible por productos(retroalimentacin)

3. Activacin/inhibicin alostrica (nivel celular)4. Modificacin covalente (supracelular):

Reversible: fosforilacin, metilacin, acetilacin,ADP-ribosilacin, etc. Irreversible: activacin proteoltica

1.- CONTROL A NIVEL DE SUSTRATOMediante interaccin de los sustratos y productos de cada reaccin con la enzima

hexoquinasa Glucosa + ATP -------> Glucosa-6-fosfato + ADP

_

El propio producto de la reaccin puede inhibir competitivamente a la enzima

2.- CONTROL POR RETROALIMENTACIN

(Negativa)Un aumento de concentracin del producto final de una ruta metablica inhibe una de las primeras reacciones de la ruta (generalmente la primera)

A ---> B ---> C ---> D ---> E

_

E acta como inhibidor del primer enzima. Ello impide: La utilizacin innecesaria del primer sustrato La acumulacin del producto final Se evita la acumulacin de intermedios (al ser la mayora R. Reversibles)

RUTAS METABLICAS CONTROLADAS POR RETROALIMENTACIN

RUTA Glicolisis

ENZIMA Fosfofructokinasa

INHIBIDOR ATP

NeoglucognesisBios. cs. Grasos

FBP fosfatasaAcetilCoA carboxilasa

AMPAcilCoA

Bios. ColesterolBios. Purinas

HMGCoA reductasaPRPP sintetasa

ColesterolAMP,GMP,IMP

3.- ENZIMAS ALOSTRICAS- Son protenas con mltiples subunidades (mltiples centros activos y catalticos)- Presentan una cintica sigmoidal, indicativa de efectos cooperativos en la unin del sustrato. - Su actividad est regulada por otras molculas efectoras.

- Pueden mantener las concentraciones de sus sustratos en valores bastante constantes: * Existe una concentracin crtica de sustrato ([S]c) por debajo de la cul la enzima es prcticamente inactiva * Un pequeo aumento de la concentracin de sustrato, por encima de la ([S]c, da lugar a un notable aumento de la actividad enzimtica

HOMOALOSTERISMOENZIMAS HOMOTRPICAS: el modulador y el sustrato son idnticos. Es el mismo centro activo o cataltico

Bioqumica Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002

HETEROALOSTERISMOENZIMAS HETEROTRPICAS: el modulador es distinto al sustrato. El sitio regulador es distinto del centro cataltico

+

-

Bioqumica Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002

La unin de inhibidores o activadores alostricos no afecta a la Vmax, per si altera la Km

http://www.upo.es/depa/webdex/biocel/Tecnicas/documentos/ENZYMAS-definitivo-.ppt#477,54,Diapositiva 54

http://www.upo.es/depa/webdex/biocel/Tecnicas/documentos/ENZYMAS-definitivo-.ppt#478,55,Diapositiva 55

4.- MODIFICACIONES COVALENTESExisten enzimas que estn inactivas hasta que se activan por unin covalente con otras molculas y viceversa. ADP-ribosilacin - metilacin, acetilacin Algunas modificaciones son reversibles y otras no.

A. FOSFORILACIN/DESFOSFORILACIN (serina, treonina, tirosina e histidina)CH2OH H HO H OH H O H OH H O H H OH H CH2OH O H OH H O H H OH H CH2OH O H OH H O ....

PiCH2OH H HO H OH H O H OH H O O P O O-

EJEMPLO: Glucgeno fosforilasa Libera glucosa a partir de glucgenoCH2OH H O H OH H O H OH H O ....

CH2OH H H OH OH H OH O H H

Suele haber fenmenos de modificacin covalente deenzimas en la respuesta celular a seales qumicas: 1. Neurotransmisores 2. Hormonas 3. Factores de crecimiento

4. Estmulos morfogenticos y de diferenciacin5. Muerte celular programada (apoptosis) 6. Estmulos antignicos 7. Luz y otros agentes fsico-qumicos

B. ACTIVACIN POR RUPTURA PROTEOLTICAEJEMPLO: Proteasas pancreticas (tripsina, quimotripsina, carboxipeptidasa) Se sintetizan en el pncreas de forma inactiva denominada zimgeno (mayores que la enzima activa) para evitar que digieran el tejido pancretico. En el intestino se activan por ruptura proteltica y finalmente son degradadas

ACTIVACIN DE ZIMGENOS POR PROTEOLISIS

INHIBIDOR

ZIMGENOS

PROTEASAS

PROTEASAS

Bioqumica Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002