ENZIMAS.

Presentación del tema: "ENZIMAS."— Transcripción de la presentación:

1 ENZIMAS

2 ENZIMAS CATALISIS Mecanismo catalítico:
Es un conjunto de pasos en una reacción química mediante el cual un sustrato se transforma en producto Factores que contribuyen a la catálisis enzimático: Efectos de la proximidad y tensión Efectos electrostáticas Catálisis ácido básica Catálisis covalente

3 ENZIMAS CATALISIS EFECTO DE LA PROXIMIDAD Y TENSION
La reacción bioquímica se da porque el sustrato de acerca a los grupos funcionales catalíticos ( grupos de las cadenas laterales) dentro del lugar activo Cambio en la conformación enzimático Formación de un complejo ( ES ) tensado La tensión lleva al complejo ( ES ) al estado de transición Entre mas fuerte puede unir el lugar activo al sustrato en su estado de transición mayor es la velocidad de reacción intramolecular

4 ENZIMAS CATALISIS EFECTOS ELECTROSTATICOS
La distribución de la carga en el lugar activo relativamente anhidra, puede influir sobre la reactividad química del sustrato En la catálisis contribuyen las interacciones electrostáticas débiles La unión mas eficaz del sustrato disminuye la energía libre del estado de transición , lo que acelera la reacción

5 ENZIMAS CATALISIS CATALISIS ACIDO BASICA
Los lugares activos de las enzimas contienen grupos de las cadenas laterales que actúan como donadores o aceptadores de protones Los grupos químicos pueden hacerse mas reactivos añadiendo o eliminando un protón La transferencia de protones es una característica común de las recciones químicas

6 ENZIMAS CATALISIS CATALISIS COVALENTE
La formación de un enlace covalente inestable con el sustrato por la presencia de un grupo nucleofilo (aniones o especies neutras con pares electrónicos no enlazantes) de una cadena lateral en un enzima Serinas proteasas ;utilizan el grupo – CH2-OH, de la cadena de la serina como nucleofilo para hidrolizar enlaces peptidicos El grupo sulfihidro de la cisteina Los grupos carboxilato de aspartato y glutamato El grupo imidazol de la histidina

7 INHIBICION ENZIMATICA
ENZIMAS INHIBICION ENZIMATICA

8 ENZIMAS INHIBICION ENZIMATICA
Inhibidores : moléculas que reducen la actividad de una enzima Importancia: Medio importante para regular las rutas metabólicas Numerosos tratamientos clínicos; fármacos o antibióticos, tratamientos para el SIDA

9 ENZIMAS TIPOS DE INHIBICION ENZIMATICA
Reversible: El inhibidor puede disociarse de la enzima debido a que se une mediante enlaces no covalentes Irreversible: Los inhibidores se unen covalentemente a la enzima ( a la cadena lateral del lugar activo)(enzimas con grupos silfihidros libres)

10 ENZIMAS INHIBICION ENZIMATICA REVERSIBLE
Clasificación :según el sitio de acción en la enzima Competitivos Acompetitivos No competitivos

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12 ENZIMAS INHIBIDORES COMPETITIVOS
Análogos de sustrato; se asemejan al sustrato en su estructura Se unen reversiblemente a la enzima libre y no al complejo ES Forma un complejo enzima inhibidor (EI) El sustrato y el inhibidor compiten por el mismo lugar en la enzima Disminuyen el numero de moléculas de enzima libre disponibles para enlazarse con el sustrato

13 ENZIMAS INHIBIDORES COMPETITIVOS
El efecto inhibidor puede invertirse aumentando la concentración del sustrato Aumenta la Km de la enzima y mantiene la Vmax inalterada

14 ENZIMAS INHIBIDORES ACOMPETITIVOS
El inhibidor solo se une al complejo enzima-sustrato ( ES) y no a la enzima libre La adición de mas sustrato a la reacción da lugar a un aumento de la velocidad de la reacción pero no hasta el grado que se observa en la reacción sin inhibir En los que las enzimas unen mas de un sustrato Se modifican tanto la Km y Vmax

15 ENZIMAS INHIBIDORES NO COMPETITIVOS
El inhibidor puede unirse tanto a la enzima como al complejo enzima-sustrato (inhibición no competitiva) El inhibidor se une a un lugar diferente del lugar activo Ocasina modificación en la conformación de la enzima que impide la formación del producto No afectan a la unión del sustrato Formación de complejos EI, ES, EIS Disminuye la Vmax y aumenta la Km

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18 INHIBICION IRREVERSIBLE
Inhibidores irreversibles: Se unen covalentemente con o destruyen un grupo funcional que es esencial para la actividad de una enzima o forman una asociación no covalente estable. Su efecto depende del tiempo de acción del inhibidor. Por lo general, son altamente tóxicos.

19 EJEMPLOS DE INHIBIDORES IRREVERSIBLES
Reactivos de grupos -SH Organofosfóricos: insecticidas (Malathion, Parathion) Ligandos de metales: (CN- se une al Fe hemínico) Metales pesados: envenenamiento por plomo

20 INHIBIDORES SUICIDAS INACTIVADORES SUICIDAS
Tipo especial de inhibidores irreversibles. Son reactivos hasta que se unen al sitio activo de una enzima específica (inhibidores activados enzimáticamente). Una vez unidos al centro activo, la enzima transforma la molécula en una especie química muy reactiva que modifica covalentemente a la enzima, inactivándola. Tienen por tanto: La especificidad del inhibidor competitivo y La potencia de los inhibidores irreversibles

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22 Ejemplo de inhibidores suicidas
Sistema de la β-lactamasa bacteriana La utilización masiva de antibióticos β-lactámicos (penicilinas, sus derivados semisintéticos y cefalosporinas) ha conducido a la aparición de resistencias a los mismos. Los microorganismos resistentes a estos antibióticos lo son por producir una enzima, la β-lactamasa, que inactiva a los antibióticos β-lactámicos.

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24 Ejemplo de inhibidores suicidas
Sistema de la monoamino oxidasa (MAO) cerebral Los estados depresivos, en general, están relacionados con un descenso en la concentración de neurotransmisores adrenérgicos (dopamina, noradrenalina, etc.) en determinadas regiones del cerebro. Una de las enzimas encargadas de la degradación de estos neurotransmisores es la monoamino oxidasa (MAO) (EC ). Por tanto, la inhibición de la monoamino oxidasa se emplea como terapéutica de los estados depresivos. Se han desarrollado muchos inhibidores suicidas de la MAO

25 EFECTO DE LA TEMPERATURA Y PH EN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA
ENZIMAS EFECTO DE LA TEMPERATURA Y PH EN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

26 ENZIMAS CATALISIS EFECTO DE LA TEMPERATURA
Cuanto mayor es la temperatura mayor es la velocidad de reacción Mas moléculas con la energía suficiente para entrar en el estado de transición Cada enzima tiene una temperatura optima a la que actúa en su máxima eficacia Temperatura cerca de la temperatura normal del organismo ( 37°c)

27 ENZIMAS CATALISIS EFECTO DEL PH
Formas como la concentración de iones hidrogeno afecta la actividad enzimático: Afectar la ionización de los grupos del lugar activo ( alterar el estado iónico) Si el sustrato tiene un grupo ionizable se puede afectar la actividad enzimático Los cambios en los grupos ionizables puede alterar la estructura terciaria de la enzima PH OPTIMO: EL VALOR DE PH AL QUE LA ACTIVIDAD DE UNA ENZIMA ES MAXIMA

28 ENZIMAS REGULACION

29 ENZIMAS REGULACION ENZIMATICA
Regulación de rutas bioquímicas o metabólicas razones ; Mantenimiento de un estado ordenado Conservación de la energía Respuesta a las variaciones ambientales

30 ENZIMAS REGULACION ENZIMATICA
Control genético Modificación covalente Regulación alosterica compartimentalizacion

31 ENZIMAS REGULACION DE LAS RUTAS BIOQUIMICA CONTROL GENETICO
Inducción enzimático Permite a la célula responder eficazmente sintetizando enzimas como respuesta a las variaciones de las necesidades metabólicas Represión enzimático El producto final de una ruta metabólica puede inhibir la síntesis de una enzima clave de la ruta

32 ENZIMAS REGULACION ENZIMATICA MODIFICACION COVALENTE
Regulación de la enzima por la ínterconversión reversible entre sus formas activa e inactiva ( modificaciones covalentes) Adición de un grupo fosfato Metilación Acetilación Nuclotidacion (adición covalente de nucleótidos) Síntesis y almacenamiento de la enzima en forma de precursores inactivos (proenzimas o zimogenos) Se convierten en enzimas activas por la rotura irreversible de uno o varios enlaces peptídicos

33 ENZIMAS ALOSTERISMO Alosterismo:
el control de la función proteica mediante la unión de ligándos Transiciones alostericas: cambios conformacionales inducidos por un ligando a la proteína( efectores o moduladores) lo cual altera su afinidad por otros ligándos

34 ENZIMAS ENZIMAS ALOSTERICAS
Son proteínas con varias subunidades La unión de el sustrato a un protomero en una enzima alosterica afecta las propiedades de unión de los protomeros adyacentes La curva de unión es sigmoidea

35 ENZIMAS REGULACION DE LAS RUTAS BIOQUIMICAS REGULACION ALOSTERICA
La unión de un efector a una enzima alosterica puede aumentar o disminuir la unión del sustrato a esa enzima ( sito alosterico o regulador) Formas: Alosterismo homotrópico (cooperatividad) cuando los ligándos son idénticos( la unión de un sustrato influye sobre la unión de otra molécula de sustrato) Alosterismo heterotrópico los ligándos moduladores son diferentes al sustrato Puede ser: Retroinhibicion negativa: un proceso en el que el producto de una ruta inhibe la actividad de la enzima que marca el ritmo de la ruta Cooperatividad positiva: el primer ligando aumenta la unión de otro ligando

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37 ENZIMAS REGULACION DE RUTAS BIOQUIMICAS COMPARTIMENTALIZACION
La separación espacial de enzimas, sustratos y moléculas reguladoras en diferentes regiones o compartimientos Se utilizan los recursos escasos de las células eficazmente

38 ENZIMAS COMPARTIMENTALIZACION
Asociación de moléculas enzimáticos en complejos multiproteicos( maquinas moleculares), cada tipo realiza una tarea biológica Compartimientos rodeados por membranas semipermeables ( separación de las rutas bioquímicas en organelos rodeados por membranas) Creación de micro ambientes especiales dentro de los organelos( lisosomas)