Coenzimas y Cofactores Enzimáticos

ENZIMAS Y COENZIMAS COFACTORES ENZIMATICOS O COENZIMAS La capacidad catalítica de los enzimas está limitada por las propiedades de los grupos funcionales de los aminoácidos del Centro Activo Acidos y Bases Transferencia de H+ Nucleófilos Transferencia de grupos Cuando los cambios químicos no pueden ser producidos por los resíduos de los aminoácidos, los enzimas actúan con la cooperación de pequeñas moléculas orgánicas o iones metálicos COFACTORES ENZIMATICOS O COENZIMAS

COFACTORES ENZIMATICOS Y COENZIMAS Cofactor enzimático: Componente no proteico que actúa coordinadamente con un enzima para catalizar una reacción bioquímica HOLOENZIMA = APOENZIMA+COFACTOR Molécula orgánica COENZIMA Ión metálico Unido por enlace covalente GRUPO PROSTETICO

GRUPOS FUNCIONALES DE COENZIMAS Biocitina NAD/NADH+ Acido Pantoténico Acido Lipóico Co Tiamina PP Cobalamina FMN/FMNH2

CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS COENZIMAS 1. Bajo peso molecular, similar al de los sustratos metabólicos 2. Termoestables 3. Se encuentran a baja concentración en las células 4. Pueden ser compartidos por muchos enzimas diferentes 5. Pueden modificarse y no recuperarse en la misma reacción: Cosustratos 6. Son heterociclos o ciclos con electrones muy móviles 7. Poseen una extraordinaria reactividad 8. En su mayoría son de origen vitamínico

CLASIFICACION DE COENZIMAS 1. CRITERIO NUTRICIONAL: - Origen vitamínico - Origen no vitamínico 2. CRITERIO FUNCIONAL: - Coenzimas de transporte de grupos - Coenzimas de transporte de electrones 3. CRITERIO ENZIMOLOGICO: - Según el tipo de reacción en que participan

Enfermedades carenciales COENZIMAS Y VITAMINAS Vitaminas: Sustancias orgánicas presentes en los alimentos naturales, que no pueden ser sintetizadas significativamente por el organismo y que se requieren en pequeñas cantidades para el funcionamiento metabólico Vitaminas liposolubles Vitaminas hidrosolubles La mayor parte de coenzimas son formas modificadas de vitaminas hidrosolubles Avitaminosis o Enfermedades carenciales

COENZIMAS DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Duracell e- e-

COENZIMAS DE TRANSFERENCIA DE GRUPOS

CLASIFICACION DE COENZIMAS Coenzimas Vitaminicos Transferencia de Grupos Coenzima A- Acilo Biocitina - Carboxilo Tiamina Pirofosfato - Aldehído activo Cobalamina - Alquilo Tetrahidrofolato - Monocarbonados Transferencia de electrones Nucleótidos de piridina: NAD+/NADH; NADP+/NADPH Nucleótidos de flavina: FMN/FMNH2; FAD+/FADH2 Derivados de azúcares: Ascorbato Coenzimas No Vitaminicos Transferencia de Grupos Derivados de Nucleótidos XTP - Fosforilo ATP - Adenilato UTP - Uridilato CDP - Aminoalcoholes y diacilgliceroles XDP - Azúcares fosfato S-Adenosil-Metionina - Metilo Dihidrolipóico - Acilo Transferencia de electrones Coenzima Q (Ubiquinona) Tetrahidrobiopterina Metoxantina

CARACTERISTICAS Y FUNCIONES DE LOS PRINCIPALES COENZIMAS Coenzima A Biocitina Acido lipoico Tiamina Pirofosfato Piridoxal Fosfato 5´-desoxiadenosil Cobalamina Tetrametil hidrofolato NAD+/NADH NADP+/NADPH FMN/FMNH2 FAD/FADH2 VITAMINA Acido Pantoténico Biotina (vit H) --- Tiamina (vit B1) Piridoxal (vit B6) Cobalamina (vit B12) Acido fólico Niacina (vit B3) Riboflavina (vit B2) REACCIONES Activación de acilos Transferencia de acilos Fijación de CO2/CO3H- Carboxilación Transferencia simultánea de acilos y electrones Rotura de enlaces C-C Transaminaciones, a-descarboxilaciones, Racemizaciones Reordenamientos inter- moleculares Transferencia de grupos C- Transferencia de electrones METABOLISMO b-oxidación Síntesis de ac. Grasos Descarboxilación de aminoácidos Carboxilasas: etapas iniciales de la gluconeogénesis y síntesis de ác. grasos Descarboxilación de a-cetoácidos Transaminasas Glucógeno fosforilasa Mutasas Biosíntesis de purinas Inhibido por metotrexate Transferencia de 1 electrón Transferencia de 2 electrones

COFACTORES METALICOS 1. Presentan elevada concentración de carga positiva 2. Poseen valencias dirigidas: interacción con varios ligandos 3. Pueden existir en dos o más estados de valencia 4. Los más importantes cofactores son los metales de transición Mn Co Fe Cu Zn Mo

Piruvato deshidrogenasa Proteínas reguladoras COFACTORES METALICOS Estereoquímica Tetraedro Octaedro Bipiramide trigonal Bipirámide trigonal Ejemplo Piruvato deshidrogenasa Coenzimas Fe-S Citocromos Vitamina B12 Carboxipeptidasas Polimerasas Proteínas reguladoras Nitrogenasa METAL (Valencia) Mn (II) Fe (III) Co (III) Cu (II) Zn (II) Mo (V) Configuracion 3d5 3d6 3d9 3d10 4d1 Número de coordinación 4 6 4 / 5 6 / 5