enzimas enzimas catalizadores biológicos. gráfica de actividad enzimática

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ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Catalizadores Biológicos Biológicos

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Page 1: ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Biológicos. Gráfica de Actividad enzimática

•ENZIMASENZIMASCatalizadores Catalizadores BiológicosBiológicos

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Gráfica de Actividad enzimática

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ENZIMASENZIMAS

• Son catalizadores biológicos que Son catalizadores biológicos que permiten que las reacciones permiten que las reacciones metabólicas ocurran a gran metabólicas ocurran a gran velocidad en condiciones velocidad en condiciones compatibles con la vida.compatibles con la vida.

Page 4: ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Biológicos. Gráfica de Actividad enzimática

ENZIMASENZIMAS UREASA UREASA

• pH 8pH 8

• T 20 ° CT 20 ° C

• Acelera la velocidad de la hidrólisis Acelera la velocidad de la hidrólisis de la UREA de la UREA

10 10 1414 veces veces

Page 5: ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Biológicos. Gráfica de Actividad enzimática

PUNTO DE VISTA PUNTO DE VISTA QUÍMICOQUÍMICO• SON PROTEÍNAS GLOBULARES, ALGUNAS SON PROTEÍNAS GLOBULARES, ALGUNAS

DE ELLAS CON ESTRUCTURA CUATERNARIA.DE ELLAS CON ESTRUCTURA CUATERNARIA.

• PARA CUMPLIR SU FUNCIÓN REQUIEREN PARA CUMPLIR SU FUNCIÓN REQUIEREN CONSERVAR SU CONSERVAR SU ESTRUCTURA NATIVA,ESTRUCTURA NATIVA, LA LA QUE TIENE UNA REGIÓN FORMADA POR UN QUE TIENE UNA REGIÓN FORMADA POR UN NÚMERO REDUCIDO DE RESIDUOS A.a. QUE NÚMERO REDUCIDO DE RESIDUOS A.a. QUE POSEEN AFINIDAD POR LOS COMPUESTOS POSEEN AFINIDAD POR LOS COMPUESTOS QUE INTERVIENEN EN LA REACCIÓN.QUE INTERVIENEN EN LA REACCIÓN.

• ESE LUGAR SE LLAMA ESE LUGAR SE LLAMA SITIO ACTIVOSITIO ACTIVO

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CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN

• OXIDOREDUCTASASOXIDOREDUCTASAS: Reacción de : Reacción de oxidoreducción o deshidrogenasas.oxidoreducción o deshidrogenasas.

• TRANSFERASASTRANSFERASAS: Transfieren grupos : Transfieren grupos funcionales.funcionales.

• HIDROLASASHIDROLASAS: Rompen enlace adicionando : Rompen enlace adicionando agua.agua.

• LIASAS:LIASAS: Rompen enlaces por otro mecanismo. Rompen enlaces por otro mecanismo.• ISOMERASASISOMERASAS: Catalizan reacciones de : Catalizan reacciones de

interconversión de isómeros.interconversión de isómeros.• LIGASASLIGASAS: Unen moléculas utilizando energía del : Unen moléculas utilizando energía del

ATP.ATP.

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ENZIMASENZIMAS

SON PROTEINAS: SON PROTEINAS:

• EFICIENTESEFICIENTES

• ESPECÍFICASESPECÍFICAS

• REGULABLESREGULABLES

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PROTEINAS PROTEINAS EFICIENTESEFICIENTES

• COMO CATALIZADORES BIOLÓGICOS AL COMO CATALIZADORES BIOLÓGICOS AL IGUAL QUE LOS QUÍMICOS IGUAL QUE LOS QUÍMICOS ACELERAN ACELERAN REACCIONES Y NO SE ALTERAN REACCIONES Y NO SE ALTERAN DURANTE LA MISMADURANTE LA MISMA, POR LO QUE , POR LO QUE PUEDEN INTERVENIR MUCHAS VECES PUEDEN INTERVENIR MUCHAS VECES CATALIZANDO LA MISMA REACCIÓN. UNA CATALIZANDO LA MISMA REACCIÓN. UNA ENZIMA ES ENZIMA ES CAPAZ DE CATALIZAR LA CAPAZ DE CATALIZAR LA CONVERSIÓN DE ALREDEDOR DE MIL CONVERSIÓN DE ALREDEDOR DE MIL MOLÉCULAS DE SUSTRATO EN MOLÉCULAS DE SUSTRATO EN PRODUCTOPRODUCTO, , POR SEGUNDOPOR SEGUNDO..

Page 9: ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Biológicos. Gráfica de Actividad enzimática

PROTEINAS PROTEINAS ESPECÍFICASESPECÍFICAS• EL INTERIOR DE LA CÉLULA ES DENSO Y EL INTERIOR DE LA CÉLULA ES DENSO Y

AUNQUE LOS SUSTRATOS Y LAS ENZIMAS AUNQUE LOS SUSTRATOS Y LAS ENZIMAS ESTÁN EN NÚMERO PEQUEÑO, SE PUEDEN ESTÁN EN NÚMERO PEQUEÑO, SE PUEDEN

ENCONTRAR Y DAR LUGAR AL COMPLEJO ENCONTRAR Y DAR LUGAR AL COMPLEJO ESES PORQUE ESTÁN EN CONTINUO MOVIMIENTO. PORQUE ESTÁN EN CONTINUO MOVIMIENTO. Esta es la base de la Esta es la base de la ESPECIFICIDAD. ESPECIFICIDAD.

• ALGUNAS ENZIMAS PRESENTAN ALGUNAS ENZIMAS PRESENTAN ESPECIFICIDAD ABSOLUTA, OTRAS RELATIVA.ESPECIFICIDAD ABSOLUTA, OTRAS RELATIVA.

Page 10: ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Biológicos. Gráfica de Actividad enzimática

PROTEINAS PROTEINAS REGULABLESREGULABLES• EN EL METABOLISMO EL EN EL METABOLISMO EL PRODUCTO DE LA ACCIÓN PRODUCTO DE LA ACCIÓN

DE UNA ENZIMA ES EL SUSTRATO DE LA DE UNA ENZIMA ES EL SUSTRATO DE LA SIGUIENTESIGUIENTE Y Y AUNQUE LAS REACCIONES AUNQUE LAS REACCIONES TIENDEN AL EQUILIBRIO, NO LLEGAN NUNCA A TIENDEN AL EQUILIBRIO, NO LLEGAN NUNCA A ÉL PORQUE LOS SUSTRATOS Y PRODUCTOS ÉL PORQUE LOS SUSTRATOS Y PRODUCTOS ESTÁN EN CONTINUA TRANSFORMACIÓN.ESTÁN EN CONTINUA TRANSFORMACIÓN.

• El conjunto de reacciones que forman una vía El conjunto de reacciones que forman una vía metabólica, está metabólica, está CONTROLADOCONTROLADO por enzimas cuya por enzimas cuya estructura es estructura es sensible a las variaciones de sensible a las variaciones de concentración de sustratos, productos, compuestos concentración de sustratos, productos, compuestos intermedios o de productos finales de las cadenas intermedios o de productos finales de las cadenas metabólicasmetabólicas. . LAS ENZIMAS SON POR LO TANTO LAS ENZIMAS SON POR LO TANTO REGULABLES.REGULABLES.

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ACTUAN A pH y T. OPTIMAACTUAN A pH y T. OPTIMA

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LAS REACCIONES CATALIZADAS LAS REACCIONES CATALIZADAS POR ENZIMAS TIENEN CINÉTICA DE POR ENZIMAS TIENEN CINÉTICA DE

SATURACIÓNSATURACIÓN..• Cuando se miden las (VCuando se miden las (Voo) de una ) de una

reacción enzimática con distintas [ ] reacción enzimática con distintas [ ] en las mismas condiciones de pH y T. en las mismas condiciones de pH y T. y manteniendo constante la [ ] de E, y manteniendo constante la [ ] de E, se obtiene la siguiente curva:se obtiene la siguiente curva:

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INHIBIDORESINHIBIDORES

• IRREVERSIBLES. IRREVERSIBLES.

• Se unen Se unen covalentemente a covalentemente a residuos A.a. de la residuos A.a. de la enzima impidiendo su enzima impidiendo su acción. Efecto del acción. Efecto del mercurio, plomo, mercurio, plomo, gases neurotóxicos gases neurotóxicos y compuestos y compuestos arsenicalesarsenicales..

• REVERSIBLESREVERSIBLES..

• Se unen a la enzima Se unen a la enzima por el mismo tipo de por el mismo tipo de interacciones que se interacciones que se producen entre las producen entre las enzimas y los enzimas y los sustratos. Hay sustratos. Hay INHIBIDORES INHIBIDORES COMPETITIVOS Y COMPETITIVOS Y NO COMPETITIVOS.NO COMPETITIVOS.

Page 18: ENZIMAS ENZIMAS Catalizadores Biológicos. Gráfica de Actividad enzimática

INHIBIDORES INHIBIDORES COMPETITIVOSCOMPETITIVOS• Compiten con el sustrato por Compiten con el sustrato por ocupar el sitio ocupar el sitio

activoactivo de la enzima. de la enzima.• Tiene una Tiene una estructura similar a la del sustratoestructura similar a la del sustrato

por lo que tiene posibilidad de formar el complejo por lo que tiene posibilidad de formar el complejo ESES. Pero este complejo . Pero este complejo no da productosno da productos y y disminuye el número de moléculas de Enzima disminuye el número de moléculas de Enzima libre para interaccionar con el Sustrato.libre para interaccionar con el Sustrato.

• Esta unión es Esta unión es reversiblereversible y aumentando la y aumentando la concentración de sustrato aumentamos el concentración de sustrato aumentamos el número de moléculas de enzima libre.número de moléculas de enzima libre.

• SulfasSulfas (inhibe pasos metabólicos en bacterias) y (inhibe pasos metabólicos en bacterias) y fluoruracilofluoruracilo tratamiento de cáncer, actúan así. tratamiento de cáncer, actúan así.

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INHIBIDORES NO INHIBIDORES NO COMPETITIVOS COMPETITIVOS

• No se revierteNo se revierte aumentando la aumentando la concentración de sustrato.concentración de sustrato.

• La unión se hace en un La unión se hace en un sitio distintositio distinto al al sitio activo y por eso puede formarse el sitio activo y por eso puede formarse el complejo complejo EIS EIS que que no da productono da producto. .

• La presencia del inhibidor actúa como si La presencia del inhibidor actúa como si disminuyese la concentración de la Enzima disminuyese la concentración de la Enzima presente y por eso presente y por eso nunca se llega a la nunca se llega a la velocidad máximavelocidad máxima por más que se por más que se aumente la concentración de sustrato.aumente la concentración de sustrato.

• La La KmKm de la reacción no varía. de la reacción no varía.

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EN LAS CELULAS LAS ENZIMAS EN LAS CELULAS LAS ENZIMAS ESTÁN ESTÁN

REGULADAS REGULADAS • En una misma célula coexisten En una misma célula coexisten

sustratos y enzimas de reacciones de sustratos y enzimas de reacciones de síntesis y degradación.síntesis y degradación.

• Para que el metabolismo sea Para que el metabolismo sea armónico y adecuado a las armónico y adecuado a las necesidades celulares la regulación necesidades celulares la regulación puede ser:puede ser:

• Sobre la Sobre la actividadactividad de la enzima de la enzima• Sobre la Sobre la cantidadcantidad de la enzima.de la enzima.

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ENZIMAS REGULADORAS O ENZIMAS REGULADORAS O ALOSTERICAS ALOSTERICAS• LaLa mayoría de las enzimas que catalizan reacciones sucesivas en mayoría de las enzimas que catalizan reacciones sucesivas en

las vías metabólicas tienen cinética de Michaelis Menten.las vías metabólicas tienen cinética de Michaelis Menten.

• La La regulación del conjunto de la viaregulación del conjunto de la via está a cargo de enzimas está a cargo de enzimas reguladoras o reguladoras o enzimas alostéricasenzimas alostéricas que tienen una cinética que tienen una cinética distinta.distinta.

• Estas enzimas Estas enzimas catalizan pasos ubicados al principio de la vía catalizan pasos ubicados al principio de la vía o en puntos de ramificación de la mismao en puntos de ramificación de la misma y y su actividad está su actividad está modulada por la unión de moléculas efectoras o modulada por la unión de moléculas efectoras o moduladorasmoduladoras..Estas enzimas Estas enzimas suelen tener varios sitios activossuelen tener varios sitios activos. La unión de . La unión de una molécula de sustrato al primer sitio activo produce un una molécula de sustrato al primer sitio activo produce un aumento de afinidad del segundo sitio por otra molécula de aumento de afinidad del segundo sitio por otra molécula de sustrato y así sucesivamente (efecto cooperativo). sustrato y así sucesivamente (efecto cooperativo).

• El El efecto cooperativoefecto cooperativo explica la representación gráfica cuya explica la representación gráfica cuya curva es una curva es una SIGMOIDE SIGMOIDE y no una hipérbola, típica de las enzimas y no una hipérbola, típica de las enzimas con cinética MM.con cinética MM.

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ENZIMAS ENZIMAS ALOSTÉRICASALOSTÉRICASEnzimas reguladoras Enzimas reguladoras • Además del sitio activo Además del sitio activo

tienen sitio alostérico, tienen sitio alostérico, a los que se unen los a los que se unen los moduladores moduladores alostéricos, originando alostéricos, originando cambios cambios conformacionales.conformacionales.

• Los que incrementan la Los que incrementan la actividad catalítica son actividad catalítica son MODULADORES MODULADORES POSITIVOSPOSITIVOS y los que y los que reducen o inhiben reducen o inhiben SON SON MODULADORES MODULADORES NEGATIVOS.NEGATIVOS.

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INHIBICIÓN POR RETROALIMENTACIÓNINHIBICIÓN POR RETROALIMENTACIÓN