Enzimas.

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1 Enzimas

2 Enzimas Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular
Específicas para un substrato particular (Estereo especificidad) Se muestran las características de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.

3 Aspartasa COO- C-H H-C H3+N-C-H C-H2 + N H3+ Fumarato (= ,trans)
L-Aspartato D-Aspartato Maleato (= ,cis) H-C- NH3+

4 Enzimas Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular
Específicas para un substrato particular (Estereo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas( ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. óptimos Se muestran las características de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.

5 Pepsina 1.5 Tripsina 7.7 Catalasa 7.6 Arginasa 9.7 Fumarasa 7.8 Ribonucleasa 7.8 Enzima pH óptimo

6 Bacterias y algas aprox. 100 Bacterias Árticas aprox. 0
Enzima Temp. Ópt. (oC) Mamíferos Bacterias y algas aprox. 100 Bacterias Árticas aprox Bacterias en muestra de hielo antigua

7 Enzimas Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular
Específicas para un substrato particular (Estéreo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas( ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. Óptimos Son las unidades funcionales del metabolismo celular Se muestran las características de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.

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9 Enzimas Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular
Específicas para un substrato particular (Estéreo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas( ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. Óptimos Son las unidades funcionales del metabolismo celular Reacciones acopladas (catabolismo – anabolismo) Se muestran las características de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.

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11 Enzimas Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular
Específicas para un substrato particular (Estéreo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas( ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. Óptimos Son las unidades funcionales del metabolismo celular Reacciones acopladas (catabolismo – anabolismo) Reguladoras de rutas metabólicas (Oligoméricas) Se muestran las características de las enzimas, de las cuales exixten cientos de diferentes en el organismo simple. Algunas enzimas actuan sobre uno o varios substratos relacionados.

12 Enzima (gr). : fermento 1800´s fermentación del azúcar por levaduras Vitalistas Mecanicistas 1926, James B. Summer Ureasa 1930´s Pepsina Tripsina Quimotripsina Carboxipeptidasa Enzima Amarillo viejo (flavoproteína NADPH)

13 Transformación de Alimentos
Fermentaciones Quesos Vinos Medicina Transaminasas Industria Química Penicilina Agricultura Rhyzobium

14 Estructura globular Inactiva Funcionalidad Hervir con HCl Tripsina Temperatura elevada pH extremo

15 Cofactor E: PM 100000, 7 nm Ø Inorgánico: Fe2+, Mn2+, Zn2+,etc.
S: PM 250, 0.8 nm Ø Cofactor Inorgánico: Fe2+, Mn2+, Zn2+,etc. Grupo Prostético Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH.

16 Holoenzima Apoenzima

17 Enzimas que requieren elementos inorgánicos
Citocromo oxidasa Catalasa, peroxidasa Fe2+, Fe+, Cu2+ DNA polimerasa Anhídrasa carbónica Alcohol deshidrogensa Zn2+ Hexoquinasa Glucosa 6-fosfatasa Mg2+ Arginasa Mn2+ Piruvato quinasa K+, Mg2+ Ureasa Ni2+ Nitrato reductasa Mo2+

18 Pirofosfato de tiamina .
Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales Coenzimas Entidad transferida Pirofosfato de tiamina . Dinucleótido de flavina y adenina. Dinucleótido de nicotinamida y de adenina Coenzima A . Fosfato de Piridoxal . 5’-Desoxicobalamina (Coenzima B12) Biocitina . Tetrahidrofolato . Aldehídos Átomos de hidrógeno Ion hidruro (H-) Grupos acilo Grupos amino Átomos de H y grupos alquilo CO2 Otros grupos monocarbonados

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20 Coenzimas Adenosine Triphosphate (ATP) Coenzyme A (CoA)
Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (NADP+) Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+)

21 VITAMINAS FUNCIONES Enfermedades carenciales
C (ácido ascórbico) Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la síntesis de colágeno Escorbuto B1 (tiamina) Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehídos Beriberi B2 (riboflavina) Constituyente de los coenzimas FAD y FMN Dermatitis y lesiones en las mucosas B3 (ácido pantoténico) Constituyente de la CoA Fatiga y trastornos del sueño B5 (niacina) Constituyente de las coenzimas NAD y NADP Pelagra B (piridoxina) Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos. Depresión, anemia B12 (cobalamina) Coenzima en la transferencia de grupos metilo. Anemia perniciosa Biotina Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de aminoácidos. Fatiga, dermatitis

22 Proteína de choque térmico
Substrato Enzima Urea Arginina Ureasa Arginasa Lis, Arg Pepsina Tripsina Amilasa rec A Proteína de choque térmico Rec A HSP70 gen Caract. Comité de la Unión Internacional de Bioq. y Biol. Mol. (IUBMB)

23 EC      Accepted name: alcohol dehydrogenase (NADP+) Reaction: an alcohol + NADP+ = an aldehyde + NADPH + H+ Other name(s): aldehyde reductase (NADPH2); NADP-alcohol dehydrogenase; NADP+-aldehyde reductase; NADP+-dependent aldehyde reductase; NADPH-aldehyde reductase; NADPH-dependent aldehyde reductase; nonspecific succinic semialdehyde reductase; ALR 1; low-Km aldehyde reductase; high-Km aldehyde reductase; alcohol dehydrogenase (NADP+) Systematic name: alcohol:NADP+ oxidoreductase Comments: A zinc protein. Some members of this group oxidize only primary alcohols; others act also on secondary alcohols. May be identical with EC (L-glucuronate reductase), EC [mevaldate reductase (NADPH)] and EC [lactaldehyde reductase (NADPH)]. A-specific with respect to NADPH. Links to other databases: BRENDA, ERGO, EXPASY, IUBMB, KEGG, PDB, CAS registry number:

24 Clases de Enzimas: Oxidorreductasas Transferasas Hidrolasas Liasas
Isomerasas Ligasas

25 ENZYME Enzyme nomenclature database
ENZYME is a repository of information relative to the nomenclature of enzymes. It is primarily based on the recommendations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) and it describes each type of characterized enzyme for which an EC (Enzyme Commission) number has been provided [More details / References / Linking to ENZYME / Disclaimer]. Release of 17-Jan-2008 (4063 active entries) ENZYME is a repository of information relative to the nomenclature of enzymes. It is primarily based on the recommendations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) and it describes each type of characterized enzyme for which an EC (Enzyme Commission) number has been provided [More details / References / Linking to ENZYME / Disclaimer]. Release of 17-Jan-2008 (4063 active entries) ENZYME is a repository of information relative to the nomenclature of enzymes. It is primarily based on the recommendations of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) and it describes each type of characterized enzyme for which an EC (Enzyme Commission) number has been provided [More details / References / Linking to ENZYME / Disclaimer]. Release of 17-Jan-2008 (4063 active entries) Access to ENZYME by EC number: ... by enzyme class by description (official name) or alternative name(s): by chemical compound by cofactor by search in comments lines SRS - Sequence Retrieval System Access to ENZYME by EC number: ... by enzyme class by description (official name) or alternative name(s): by chemical compound by cofactor by search in comments lines SRS - Sequence Retrieval System Access to ENZYME by EC number: ... by enzyme class by description (official name) or alternative name(s): by chemical compound by cofactor by search in comments lines SRS - Sequence Retrieval System EC 1.1 Acting on the CH-OH group of donors EC With NAD+ or NADP+ as acceptor EC alcohol dehydrogenase EC alcohol dehydrogenase (NADP+) EC homoserine dehydrogenase EC (R,R)-butanediol dehydrogenase EC acetoin dehydrogenase EC glycerol dehydrogenase EC With a cytochrome as acceptor EC now EC EC mannitol dehydrogenase (cytochrome) EC With oxygen as acceptor EC deleted, included in EC EC now EC EC malate oxidase EC glucose oxidase EC With a disulfide as acceptor EC vitamin-K-epoxide reductase (warfarin-sensitive) EC With a quinone or similar compound as acceptor EC Deleted, see EC cellobiose dehydrogenase (acceptor) EC With other acceptors EC choline dehydrogenase EC hydroxyglutarate dehydrogenase

26 EC 1.2 Acting on the aldehyde or oxo group of donors
EC With NAD+ or NADP+ as acceptor EC deleted, replaced by EC and EC EC formate dehydrogenase EC With a cytochrome as acceptor EC formate dehydrogenase (cytochrome) EC pyruvate dehydrogenase (cytochrome) EC With oxygen as acceptor EC aldehyde oxidase EC 1.3 Acting on the CH-CH group of donors EC With NAD+ or NADP+ as acceptor EC dihydrouracil dehydrogenase (NAD+) EC With a cytochrome as acceptor EC now EC EC now EC EC With oxygen as acceptor EC dihydroorotate oxidase EC now EC

27 Clases de Enzimas: Oxidorreductasas Transferasas Hidrolasas Liasas
Isomerasas Ligasas

28 Tipo de reacción que catalizan
Enzimas: No. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas Reducción: ganancia de electrones (hidrógeno o pérdida de oxígeno) Oxidación: pérdida de electrones (hidrógeno o ganancia de oxígeno). La Oxidación y la Reducción son reacciones acopladas (REDOX)

29 1. Oxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reducción).
Si una molécula se reduce, tiene que haber otra que se oxide

30 Tipo de reacción que catalizan
Enzimas: No. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2 Transferasas Transferencia de grupos Kinasas Transaminasas

31 2. Transferasas (Transferencia de grupos funcionales)
grupos aldehídos gupos acilos grupos glucosilos grupos fosfatos (kinasas) Succinato Deshidrogenasa Citocromo c oxidasa.

32 Tipo de reacción que catalizan
Enzimas: No. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2 Transferasas Transferencia de grupos Kinasas Transaminasas 3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa

33 3. Hidrolasas (Reacciones de hidrólisis)
Transforman polímeros en monómeros. Actúan sobre: enlace éster enlace glucosídico enlace peptídico enlace C-N

34 Tipo de reacción que catalizan
Enzimas: No. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2 Transferasas Transferencia de grupos Kinasas Transaminasas 3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa 4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato (Sintasas) Descarboxilasa pirúvica

35 4. Liasas (Adición a los dobles enlaces)
Entre C y C Entre C y O Entre C y N

36 Tipo de reacción que catalizan
Enzimas: No. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2 Transferasas Transferencia de grupos Kinasas Transaminasas 3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa 4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato (Sintasa) (Sintasas) Descarboxilasa pirúvica 5 Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras Mutasas Epimerasas Racemasas

37 5. Isomerasas (Reacciones de isomerización)

38 Tipo de reacción que catalizan
Enzimas: No. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2 Transferasas Transferencia de grupos Kinasas Transaminasas 3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa 4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato (Sintasa) (Sintasas) Descarboxilasa pirúvica 5 Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras Mutasas Epimerasas Racemasas 6 Ligasas Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y C-N. Mediante reacciones de condensación, acopladas a la ruptura del ATP Sintetasas

39 6. Ligasas (Formación de enlaces, con aporte de ATP)
Entre C y O Entre C y S Entre C y N Entre C y C

40 E + S SE E + P

41 ¿Cómo detectar una enzima?
Actuación global de la reacción catalizada. Utilizar un procedimiento analítico para la determinación de S que desaparece o los productos de la reacción que aparecen. Si la enzima requiere cofactores (iónes metálicos o coenzimas). La dependencia de la actividad enzimática con la [S] o sea KM del S. El pH óptimo. Un intervalo de temperatura en la que la enzima es estable y muestra actividad elevada.

42 1.0 Unidad de Actividad Enzimática
Es la cantidad que transforma 1.0 mM (10-6 M) de S /min a 25oC, en las condiciones de medida óptima. La Actividad Específica Es el no. de U de enzima / mg de proteína. Es una medida de la pureza de la enzima. Catalasa de Aspergillius niger U/mg de prot. 100 mg $ USD. Hígado de bisonte U/mg de prot. 1 g $ USD.

43 El Número de Recambio de una Enzima
Es el no. de moléculas de S transformadas / unidad de tiempo, por una molécula de enzima (o por un sólo sitio catalítico, cuando la E, es el limitante). Enzima. Moles de S, transf./ min a oC. Anhidrasa carbónica b-Amilasa b-Galactosidasa Fosfoglucomutasa 12 000 1 240