 METABOLISMO. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos. Catabolismo. Anabolismo. ENZIMAS: Naturaleza Química. Propiedades Generales. Nomenclatura.

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1  METABOLISMO. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos. Catabolismo. Anabolismo. ENZIMAS: Naturaleza Química. Propiedades Generales. Nomenclatura y Clasificación. Coenzimas y Grupos Prostéticos. Actividad Enzimática: Unidad de enzima- Actividad específica- Actividad molecular. Conceptos de afinidad y cooperatividad enzimática. Factores que afectan la actividad enzimatica: pH, T, [S], [Enzima]. Inhibidores naturales de la actividad enzimática. Mecanismo de regulación metabólica: Inhibición y activación por sustrato, niveles enzimáticos, modulación de la actividad de enzimas. Regulación Enzimática: Enzimas alostéricas (propiedades y cinética). Modulación Covalente. Zimógenos. Isoenzimas: Propiedades e importancia.

2  La/s sustancia/s sobre la/s cual/es actúa/n se denomina/n SUSTRATO (S).  SITIO DE UNION AL SUSTRATO (Sitio Activo) Uniones no Covalentes: Puente de hidrógeno Hidrofóbicas Electrostáticas  ESPECIFICIDAD DE SUSTRATO. Estereoespecificidad y especificidad geométrica.  NECESITAN DE FACTORES NO ENZIMATICOS (cofactores): inorgánicos (metales) u orgánicos (Coenzimas)  La síntesis de la proteína-enzima, su actividad y degradación SON REGULABLES. Enz S

3 INHIBICION IRREVERSIBLE POR ENLACE COVALENTE INHIBIDOR SUICIDA DIPFP Quimotripsina Alopurinol Xantina oxidasa PenicilinaTranspeptidasa INHIBICION REVERSIBLE COMPETITIVA NO COMPETITIVA ACOMPETITIVA

4 - Acetilcolinesterasa - Quimotripsina Enzima inactivada Por unión covalente del inhibidor Diisopropilfluorfosfato (DIPFP) INHIBICION IRREVERSIBLE

5 Inhibidor suicida Se une al sitio activo de la enzima y ésta cataliza la modificación del inhibidor a otro compuesto que permanece unido a la enzima. El ALOPURINOL es un inhibidor suicida que actúa sobre la enzima xantina oxidasa (degradación de purinas). Se forma el oxopurinol el cual queda unido a la enzima. INHIBICION IRREVERSIBLE

6 COO - (CH 2 ) 2 COO - CH 2 COO - Succinato + FAD + Fumarato + FADH 2 Succinato deshidrogenasa Malonato INHIBICION REVERSIBLE

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8 acompetitivo INHIBICION REVERSIBLE

9 REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS REGULACION ALOSTERICA REGULACION COVALENTE REGULACION POR PROTEOLISIS

10 ENZIMA MODULADORES POSITIVOS MODULADORES NEGATIVOS Enzima 1234

11 ENZIMAS ALOSTERICAS Sitio alostérico Sitio catalítico

12 PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS ALOSTERICAS  Poseen un sitio de unión a un metabolito regulador o modulador (sitio alostérico)  La unión del modulador a la enzima es de carácter reversible y no covalente.  Son homotrópicas o heterotrópicas.  En general poseen dos o más sitios reguladores.  La mayoría posee dos o más cadenas polipeptídicas o subunidades.  En general tienen un comportamiento cinético sigmoideo

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14 v Aspartato (mM)

15  Hexoquinasa, Fosfofructoquinasa y Piruvato Quinasa Vía glicolítica  AcetilCoA carboxilasa Biosíntesis de lípidos  Aspartato Transcarbamilasa Biosíntesis de nucleó- tidos pirimidínicos  Glutamato Deshidrogenasa Degradación de aminoácidos  Citrato sintasa, isocitrato y a-cetoglutarato deshidrogenasas Ciclo de Krebs

16 COOPERATIVIDAD POSITIVA NEGATIVA HOMOTROPICA HETEROTROPICA

17 Fosforilacion ADP-Ribosilación Enzima Fosfoadenilacion Enzima POR UNION COVALENTE DE GRUPOS (FOSFATOS, ADENILATOS, ETC.) INTERVIENEN ENZIMAS: QUINASAS, FOSFATASAS LA UNION DEL GRUPO PUEDE ACTIVAR O INHIBIR LA ENZIMA POR UN CAMBIO CONFORMACIONAL

18 Fosforilasa fosfatasa 2 Pi 2 H 2 O Fosforilasa quinasa ATP ADP Fosforilasa b P -O-CH 2 CH 2 - O- P Fosforilasa a (menos activa) (Cadena lateral de Ser) CH 2 - HOHO-CH 2

19  Por eliminación de una cadena peptídica, enzimas inactivas se convierten en enzimas activas y viceversa.  Las enzimas digestivas: pepsinógeno y quimotripsinógeno se convierten en las enzimas activas pepsina y tripsina.  Suele ocurrir una activación secuencial produciéndose una cascada de activaciones. Ej. Coagulación sanguínea. ZIMOGENOS

20 Diferentes formas moleculares de una misma enzima. Catalizan la misma reacción, actuando sobre el mismo sustrato para dar el mismo producto Son sintetizadas por genes diferentes Tienen diferente composición aminoacídica por lo que pueden separarse por electroforesis.

21 Son utilizadas en clínica para determinar el origen del tejido dañado Se encuentran ubicadas en diferentes compartimentos de la célula ó en diferentes tejidos. Dos isoenzimas presentan en general diferentes valores de Km y Vmáx.

22 Hexoquinasa Glucoquinasa Km. GQ Vo (o Act. Enz.) [glucosa] mmol/l Vmax GQ Vmax HQ Km. HQ = Reacción ≠ Vmax ≠ Km ≠ Afinidad por el sustrato Glucosa + ATPGlucosa-6-P + ADP GQ HQ Vmax GQ 2 Vmax HQ 2

23 Presenta 5 isoenzimas con distinta composición en cuanto a sus subunidades y c/u es específica de un tejido. Corazón, Riñón Glóbulos rojos, Corazón, Riñón, Cerebro Glóbulos blancos, Cerebro, Pulmón Pulmón, Músculo esquelético Músculo esquelético, Hígado

24 Glóbulos rojos, Pulmón, Cerebro Hígado, Músculo Esquelético (M4) Corazón, Riñón (H4) ISOFORMAS AnodoCátodo + -