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1 K M 1 1 Vo= Vmax [S] + Vmax Y = m x + b = b = m.

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1 1 K M 1 1 Vo= Vmax [S] + Vmax Y = m x + b = b = m

2 INHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Compuestos que bloquean la actividad enzimática Pueden ser parecidos o no al sustrato

3 INHIBICIÓN COMPETITIVA Dihidrofolato reductasa Precursor de timidina: biosíntesis DNA Inhibe reductasa: elimina biosíntesis DNA Preferencia por células en proliferación

4 INHIBICIÓN COMPETITIVA [E] T = [E] +[EI] +[ES] Vo= Vmax [S] / K M + [S] ( 1 + [I]/Ki ) Incremento inhibidor 1/Vmax m K M /Vmax = 1 I reduce [E] disponible para S

5 Sustrato se percibe como diluido 1/Vmax no cambia: se intersectan: INH. COMPETITIVO m K M / Vmax = 1 INH. COMPETITIVOS IRREVERSIBLES: REDUCEN [E] LIBRE A CUALQUIER VALOR DE [Sustrato] -1/ K M

6 INHIBICIÓN ACOMPETITIVA I (NO SE EVITA UNIÓN AL SUSTRATO, PERO SI LA TRANSFORMACIÓN A PRODUCTO) ( 1 + [I]/Ki ) 1 K M 1 Vo= Vmax [S] + Vmax / Vmax / K M 1/[S] 1/V m= K M /Vmax

7 / Vmax / K M 1/[S] 1/V m= K M /Vmax K m aparente DISMINUYE en la misma proporción que la v máx (como el I se une al complejo ES, su presencia se manifiesta también a elevadas [S], por lo que disminuye v máx ). [S] precisa para alcanzar 1/2 v máx será menor. No es que haya aumentado la afinidad de E por S: se mantiene igual, pero como la v máx ha disminuido, se precisará menor [S] para alcanzar 1/2 v máx y por eso la K m disminuye -y la afinidad aumenta- "aparentemente".

8 INHIBICIÓN MIXTA (NO COMPETITIVA) (INHIBIDOR SE UNE A LA ENZIMA LIBRE O AL COMPLEJO ES) / Vmax / K M y 1/[S] 1/V m= K M /Vmax V máx DISMINUYE (no se compensa por elevadas [S]

9 INHIBICIÓN COMPETITIVA: Si se alcanza Vmax, pero se requiere más [S] Se requiere más [S] para Vmax/2 K M es mayor ( K M ) INHIBICIÓN ACOMPETITIVA : La Velocidad se reduce para cualquier [S] Vmax y Vmax/2 se reducen K M cambia INHIBICIÓN MIXTA (NO COMPETITIVA): Disminuye Vmax y Vmax/2 K M DISMINUYE APARENTEMENTE

10 EFECTO DEL pH Enzimas generalmente activas a pH 5-9 Puede alterar: Unión sustrato-enzima Actividad catalítica Ionización del sustrato Variación de la estructura de la proteína pH Actividad enzimática Cambios en pH alteran el estado de ionización de aa cargados (e.g., Asp, Lys): unión a sustrato o acción catalítica

11 EH + S ES P + E k1k1 k -1 k2k2 E - ES - EH 2 + ESH 2 +- K E2 K E1 K ES1 K ES2 H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ Ctes. Ionización de las enzimasK E2

12 pKs ´de aminoácidos esenciales para la actividad Aa ionizables en sitios activos como AspartatoHistidina GlutamatoLisina pK 4pK 6-10 Recordar que: Las interacciones entre grupos cargados cercanos Y/o con regiones de baja polaridad: Cambian pK´s

13 Temperatura °C Actividad enzimática Puentes de hidrógeno se rompen por incrementos de temperatura : altera la conformación 3D

14 REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Actividad eficiente y bien coordinada: 1) CONTROL DE LA DISPONIBILIDAD DE LA ENZIMA SÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE LA ENZIMA 2) CONTROL DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA CAMBIOS ESTRUCTURALES

15 Anclaje a membranas Precursores inactivos: proteasas: pepsinógeno/ pepsina: hidrólisis de porción inhibitoria por pH ALOSTERISMO MODIFICACIÓN COVALENTE 2) CONTROL DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA: CAMBIOS ESTRUCTURALES

16 Las enzimas alostéricas poseen, además del centro catalítico, otro espacio al que se enlaza de modo reversible y no covalente el efector o modulador. En general, el centro alostérico es tan específico para la unión del modulador como el centro catalítico (o centro activo) lo es para la unión del sustrato. ALOSTERISMO

17 Los moduladores pueden aumentar la actividad enzimática y llamarse moduladores activos o estimuladores ( Activación por precursor ) También hay moduladores negativos o inhibidores, que actúan dificultando la actividad enzimática (es el caso de la inhibición por el producto final, inhibición feed-back o retroinhibición).

18 Cooperatividad Las enzimas alostéricas no muestran generalmente la clásica relación cinética de Michaelis-Menten entre [S], v máx y K m. Muchas presentan una gráfica sigmoidea en vez de hiperbólica cuando se representa la velocidad en función de la [S]. Esto es un ejemplo de cooperatividad positiva (la unión de una molécula de sustrato a un centro incrementa la unión de las moléculas de sustrato a los demás centros). No todas las enzimas alostéricas exhiben curvas sigmoidales al representar v 0 frente a [S]; además, no todas las enzimas que muestran tales curvas son necesariamente alostéricas. Otras enzimas presentan cooperatividad negativa: la unión de una molécula de sustrato provoca un descenso en la unión de moléculas de sustrato subsiguientes

19 MODIFICACIÓN COVALENTE Respuesta a corto plazo Reversible

20 Unión grupos químicos PO 4 3-,-CH 3, -adenil Alteración ESTRUCTURA-FUNCIÓN Formación enlaces covalentes Intra/intermoleculares (-SH HS- S-S)

21 FOSFORILACIÓN-DEFOSFORILACIÓN

22 . S - Cys HS Cys Cys SH

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