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Si una enzima actúa sobre dos sustratos: S1 y S2 (Km= 0,1M y Km 10 -2 M respectivamente, cuando ambos sustratos se encuentran en la misma concentración.

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1 Si una enzima actúa sobre dos sustratos: S1 y S2 (Km= 0,1M y Km M respectivamente, cuando ambos sustratos se encuentran en la misma concentración ¿Cual sería el sustrato preferencial para la enzima?

2 Una enzima con Vmáx. de 2,0 moles/min es inhibida no competitivamente. De acuerdo a sus conocimientos sobre Inhibición no competitiva ¿Cuál de los dos ítems podría ser verdadero? La Vmáx. alcanzada en estas condiciones es de : a) 2,5 moles/min b) 1,5 moles/min

3 La enzima fosfofructoquinasa, principal enzima reguladora de la vía glicolítica, presenta moduladores positivos y negativos. De acuerdo a lo estudiado sobre regulación enzimática ¿Cómo clasificaría a esta enzima?

4 Una forma de regular la actividad de una enzima es por unión covalente de grupos fosfatos. En este caso se trata de: a)Regulación por retroinhibición b)Regulación covalente

5 La variación del pH cambia la actividad de la enzima porque: a) Cambia la carga del centro activo y del sustrato b) Cambia la carga solamente del centro activo c) Cambia la carga solamente del sustrato Si se duplica la concentración de enzima a)La velocidad de la reacción se duplica b)Aumenta la afinidad de E por S

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7 Cadena respiratoria. Ubicación celular. Componentes de la cadena respiratoria. Función. Fosforilación oxidativa: Síntesis de ATP. Acción de Inhibidores: Desacoplantes, inhibidores de la fosforilación, inhibición del transporte electrónico. Control respiratorio. Sistema microsómico: Metabolismo de xenobiótico BOLILLA 3

8 SOL AUTOTROFOS FOTOSINTETICOS HETEROTROFOS O2O2 CO 2

9 Lípidos ACIDOS GRASOS Hidratos de carbono GLUCOSA Proteínas AMINOACIDOS OXIDACIONOXIDACION Compuestos con uniones ricas en energía NADH FADH 2 ATP O2O2

10 OXIDACION-REDUCCION OXIDACION REDUCCION + - O2O2 H + - O2O2 H - e-e- e-e- +

11 DISTINTAS FORMAS EN QUE SE TRANSFIEREN ELECTRONES EN LA CELULA 2.- Transferencia de un átomo de hidrógeno (H + + e - ): AH 2 + B A + BH Transferencia de un ion Hidruro (:H - ) AH 2 + NAD + A + NADH + H Transferencia de e - desde un reductor orgánico al oxígeno: R-CH 3 + ½ O 2 RCH 2 -OH 1.- Transferencia de 1 e - : Fe +++ Fe++

12 POTENCIAL DE REDUCCION POTENCIAL DE REDUCCION DE UN ELEMENTO, ION O COMPUESTO ES SU TENDENCIA A GANAR ELECTRONES FRENTE A OTRO ELEMENTO, ION O COMPUESTO 2 Na + Cl 2 2 NaCl 2 Na 2 Na e - Cl e - 2 Cl - Oxidación Reducción GRUPO

13 CUPLA REDOX La forma oxidada y reducida en cada hemireacción constituyen un par o cupla redox Na + /Na, Cl/Cl - ( Sentido de la reducción) E´ o : Se determinan en comparación con el potencial de hidrógeno Signo positivo (+) : par redox con mayor tendencia que el hidrógeno a sufrir reducción Signo negativo (-): par redox con menor tendencia que el hidrógeno a sufrir reducción

14 Potenciales de reducción estándar 2 H e - H V NAD + + H e - NADH V S + 2 H e - H 2 S V FAD + 2 H e- FADH V Acetaldehído + 2 H e - etanol V Piruvato + 2 H+ + 2 e- lactato V Cu + Cu 2+ + e V Citocromo b (Fe 3+ ) + e - citocromo b (Fe 2+ ) V Citocromo c1 (Fe 3+ ) + e - citocromo c 1 (Fe 2+ ) V Citocromo c (Fe 3+ ) + e - citocromo c (Fe 2+ ) V Citocromo a (Fe 3+ ) + e- citocromo a (Fe 2+ ) V Fe 3+ + e- Fe V ½ O H e - H 2 O V

15 OXIDACIONES BIOLOGICAS ½ O H e - H 2 O NAD H e - NADH + H + E´ o = + 0,82 voltios G = - n F E o = ,062. 1,14 = - 52,58 kcal/mol E´ o = - 0,32 voltios E´ o = + 0,82 – (- 0,32)

16 Representación esquemática de una oxidación biológica Sustrato H 2 S ox A (OX) AH 2 (RED) C (OX) B (OX) BH 2 (RED) CH 2 (RED) ½ O 2 H2OH2O Escala de Potencial de reducción S O2O2O2O2 EE EE

17 CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO (CTE) Los componentes de la CTE se encuentran en la membrana mitocondrial interna. Reciben equivalentes de reducción de NADH y FADH 2 producidos en la matriz. Se encuentran ordenados en orden creciente de sus potenciales de reducción. El aceptor final de electrones es el oxígeno.

18 Destino de los equivalentes de reducción C. de Krebs Memb.interna Espacio intermemb. Memb.interna Memb.externa Crestas mitoc. Matriz

19 OXIDORREDUCTASAS (DESHIDROGENASAS) Deshidrogenasas ligadas a NAD ó nicotinamídicas Deshidrogenasas ligadas a FAD ó flavínicas AH 2 + NAD + A + NADH + H + AH 2 + FAD (FMN) A + FADH 2 (FMNH 2 ) e- + H + H-H-

20 COMPONENTES DE LA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO FLAVOPROTEINAS: FMN ó FAD: Transportan 2 e - y 2 H + PROTEINAS FERROSULFURADAS: transportan e - (Fe +++ Fe ++) COENZIMA Q ó UBIQUINONA: Quinona isoprenoide no proteica.Transporta 1 e - y libera 2 H + a la matriz. CITOCROMOS b, c, c 1, a, a 3 : Proteínas que contienen un grupo hemo. Transportan 1 e -

21 Componentes de la Cadena de transporte electrónico Complejo enzimático Grupos prostéticos Complejo I (NADH deshidrogenasa) FMN, FeS Complejo II(succinato deshidrogenasa) FAD,FeS Complejo III (citocromo bc 1 ) Hemo, FeS Citocromo c Hemo Complejo IV (citocromo oxidasa) Hemo, Cu

22 Cit.b /Centro Fe-S/ Cit c 1 Coenzima Q Fe/Cu O2O2 IV FAD Fe-S II Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C – COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo IV CITOCROMO OXIDASA Cit.a Cit a 3 Cit.c Fe Fe-S Fe III Fumarato Succinato Complejo II SUCCINATO DESHIDROGENASA NADH FMN Fe-S I NAD + e-e- Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C – COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo IV CITOCROMO OXIDASA Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C – COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo II SUCCINATO DESHIDROGENASA Complejo IV CITOCROMO OXIDASA Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C – COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA

23 Reacciones que proveen de NADH a la cadena respiratoria Piruvato deshidrogenasa Isocitrato deshidrogenasa Malato deshidrogenasa -cetoglutarato deshidrogenasa Sustrato + NAD + Producto + NADH + H CR CICLO DE KREBS

24 REACCIONES DEL COMPLEJO I NADH + H + NAD e - + H + (E o = - 0,32 V) FMN + 2 e H + FMNH 2 (E o = - 0,22 V) NADH + H+ + FMN FMNH 2 + NAD+

25 Camino de los equivalentes de reducción en el Complejo I

26 COMPLEJO II Succinato-coenzima Q oxidorreductasa Coenzima: FAD Proteínas ferrosulfuradas Transfiere equivalentes de reducción desde succinato a la coenzima Q Succinato + E-FAD Fumarato + E-FADH 2 E-FADH 2 + Prot-Fe +++ E-FAD + Prot-Fe ++ Prot-Fe ++ + CoQ Prot-Fe CoQH 2

27 Deshidrogenasas que entregan electrones a la Ubiquinona Acil-CoA deshidrogenasa Glicerol-3-fosfato deshidrogenasa FADH 2 ETFP CoQ ETFP-ubiquinona oxidorreductasa FADH 2 CoQ

28 Ordenamiento de los Componentes de la Cadena Respiratoria CoQ NADH-UBQ reductasa FMN (Fe-S) I Cit c Cit b (Fe-S) Cit c1 III Cit a Cit a 3 2 Cu IV O2O2 3-P-Glicerol FAD II 3-P-Glicerol -cetoglutarato Glutamato 3-OH-AcilCoa -OH- Butirato SUCCINATO Acil-CoA Piruvato Malato Isocitrato 3-P-Glicerol

29 CAMINO DE LOS ELECTRONES desde el COMPLEJO III al O 2 CoQH 2 CoQ Cit. b 566 Fe +++ Fe ++ Fe +++ Fe ++ Fe +++ Fe ++ Fe +++ Fe ++ Fe +++ Fe ++ ½ O 2 + H + H2OH2O Cit. b 562 Fe-S Cit. c 1 Cit. c Cit. a.a 3 Complejo IV Complejo III

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31 MECANISMOS DE SINTESIS DE ATP FOSFORILACION A NIVEL DE SUSTRATO FOSFORILACION OXIDATIVA CADENA RESPIRATORIA HIDRÓLISIS DE UNA UNION DE ALTA ENERGIA O2O2

32 CH 2 C – O – PO 3 COO - Fosfoenolpiruvato G o = - 61,9 kJ/mol װ ו ו O C O – PO 3 C H 2 C-O - PO 3 H 2 1,3-Bisfosfoglicerato G o = - 49,3 kJ/mol װ ו ו ו O CH 2 - O – P – NH – C –N – CH 3 O - NH 2 Fosfocreatina G o = - 43,0 kJ/mol װ וװ ו CH 3 O C - SCoA Acetil-CoA G o = - 32,2 kJ/mol ו װ

33 Adenosina Trifosfato (ATP) Moléculas de alta energía: ATP, GTP, 1,3 difosfogliceratop, Fosfoenolpiruvato, Acetil- CoA, Creatina fosfato.

34 Energía de Hidrólisis de los Compuestos de elevada Energía ATP G o = - 30,5 kj/mol Gp= kJ/mol O O O - O-P-O-P-O -P-O-Ribosa-Adenina O - O - O - Mg MgATP 2- װװ וו ו ו װ ו 3-3- O O P O O ו ו ו ו AMP + PPi 2 Pi Activación de Acidos grasos Polimerización de ARN ó ADN (desioxi) Activación de Aminoácidos Quimioluminiscencia

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36 SINTESIS DE ATP TEORIA QUIMIOSMOTICA MATRIZ ESPACIO INTERMEMBRANA

37 TRANSLOCACION DE PROTONES Y SINTESIS DE ATP

38 POSTULADOS DE LA TEORIA QUIMIOSMOTICA Membrana mitocondrial impermeable a protones Expulsion de H + durante el transporte de electrones Formación de un gradiente electroquímico (H+ y cargas positivas) El pasaje de los H+ a través de Fo activan la ATP sintasa -NAD + y ferrosulfoproteínas -Flavoproteína y citocromo b -Coerzima Q y citocromos c y a-a 3

39 Esquema translocasa ADP-ATP y transportador de Pi. Mitocondria Citosol Membrana mitocondrial interna ADP ATP Pi

40 INHIBIDORES Inhibidores del transporte electrónico Inhiben solamente el transporte de e - Inhibidores de la fosforilación Inhiben la síntesis de ATP, indirectamente eel transporte de e - Desacoplantes Impiden la síntesis de ATP pero no inhiben el transporte de electrones Inhibidores de la translocasa Inhiben la entrada de ADP y la salida de ATP desde la mitocondria

41 ACCION DE INHIBIDORES Aceptores artificales de electrones Azul de metileno 2,6 diclorofenol indofenol Ferricanuro Tetrametil p- fenilendiamina Rotenona (insecticida) Amital (barbitúrico) Inhiben Fe-S/CoQ Antimicina A (antibiótico) bloquean citb/citc 1 CN - CO Inhiben la citocromo oxidasa NADH FMN Fe-S CoQ cyt b Fe-S cit c 1 citc cit a cit a 3 O 2 (-0.32) (+0.82)

42 INHIBIDORES DE LA FOSFORILACIÓN Oligomicina: Bloquea el flujo de protones a través de Fo. Se inhibe la síntesis de ATP Se acumulan protones y se produce una fuerza inversa deteniéndose el transporte de electrones.

43 DESACOPLANTES Actúan como ionóforos eliminando el gradiente de protones. + H + O-O- 2,4 Dinitrofenol (DNP) Forma protonada que atraviesa la membrana

44 Relacion P/O en presencia de Inhibidores Sustrato: NADH Sin Inhibidor P/O = 3/1 c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO I C/ DESACOPLANTES e- e- e- P/O = 0 P/O = 3/1 P/O = 0/1 e - e - e - (Q al O 2 ) e-e-e-e-e-e- e - e - e - e- e- e- e- e- e- (Q al O 2 ) c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO I C/ DESACOPLANTES c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO I Sin Inhibidor C/ DESACOPLANTES c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO I

45 Sustrato: FADH 2 P/O = 2 c/Inh. del COMPLEJO I P/O = 2 P/O = 0 C/ DESACOPLANTES P/O = 0 Sin Inhibidor e-e-e-e-e-e- c/Inh. del COMPLEJO II e - e - e - (Q al O 2 ) e - e - e - e- e- e- e- e- e- (Q al O 2 ) c/Inh. del COMPLEJO I c/Inh. del COMPLEJO II C/ DESACOPLANTES c/Inh. del COMPLEJO I c/Inh. del COMPLEJO II Sin Inhibidor C/ DESACOPLANTES c/Inh. del COMPLEJO I c/Inh. del COMPLEJO II

46 OXIDASAS Y OXIGENASAS Localización: Microsomas y peroxisomas No asociados a la producción de ATP Usan O 2 como sustrato OXIDASAS OXIGENASAS No incorporan O 2 Oxid. MONOXIGENASAS DIOXIGENASAS Incorporan un átomo del O 2 Incorporan los 2 átomos del O 2

47 OXIDASAS Oxidación peroxisómica de ácidos grasos Citocromo oxidasa Flavoproteína: FADH 2 FAD y O 2 H 2 O 2 Hemoproteína: Fe ++ Fe +++ y O 2 H 2 O

48 MONOOXIGENASAS u OXIGENASAS DE FUNCION MIXTA ó HIDROXILASAS AH + BH 2 + O=O A-OH + B + H 2 O 1 O se incorpora al sustrato y el otro O forma agua Sustrato principal Co-Sustrato NADH, NADPH, FMNH 2, FADH 2, BH 4 CITOCROMO P-450 Hidroxilación de esteroides Hidroxilación de fármacos Hidroxilación de xenobióticos CITOCROMO b 5 Desaturación de ácidos grasos

49 ESQUEMA DE REACCION Y UBICACIÓN CELULAR DEL CITOCROMO 450 CY P450 H-OH O2O2 RH R-OH CITOPLASMA MEMBRANA RETICULO ENDOPLASMICO NADPH NADP +


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