ENZIMAS 1

¿Qué sabes de las enzimas? ¿Qué las estructura? ¿Cuál es su importancia? ¿Para que sirven? ¿Cómo funcionan? ¿Qué tipos existen?

Moléculas participantes RECORDAR Reacciones químicas para Romper enlaces Energía necesitan de Moléculas participantes Energía de Activación denominada

Concepto de catalizador RECORDAR Concepto de catalizador Un catalizador es una Un catalizador acelera la reacción al disminuir la energía de activación. sustancia que acelera una reacción química hasta hacerla instantánea o casi instantánea

Concepto de Enzima Químicamente corresponden a proteínas globulares (en su mayoría). Características… Se conocen como Biocatalizadores. Aceleran la velocidad de las reacciones químicas. No modifican el sentido de los equilibrios químicos.

No sufren cambios durante la reacción. …Características no son consumidas en la reacción, son REUTILIZABLES. Son especificas a un sustrato. Actúan a cierta temperatura y condiciones de pH. Son las unidades funcionales del metabolismo celular

ENZIMAS Son un tipo de proteínas. Aceleran la velocidad de las reacciones químicas que ocurren en las células. Son altamente específicas respecto del tipo de reacción

Nomenclatura enzimática La mayoría se denominan con la terminación “asa”, según el tipo de reacción que catalizan.

Principales tipos de enzimas Oxidorreductasas: Reacción de transferencia de electrones. Transferasas: Transferencia de un grupo de átomos desde una molécula a otra. Hidrolasas: Ruptura de enlaces con participación de agua (hidrólisis). Liasas: Ruptura de enlaces mediante mecanismos distintos a la hidrólisis. Isomerasas: Interconverción de un isómero en otro. Ligasas: Formación de enlaces con aporte de energía por ATP.

Con respecto a las enzimas: La actividad enzimática depende de su estructura química. El sitio activo es el punto de unión entre la enzima y el sustrato.

numerosas interacciones débiles El sustrato Sitio activo se une a la enzima sustrato a través de Enzima numerosas interacciones débiles en un lugar específico sitio activo como son puentes de hidrógeno electrostáticas hidrófobas

que interaccionan con el Sitio activo es una Sitio activo pequeña porción Enzima sustrato sustrato de la Enzima enzima constituído por serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato

ENZIMA Y SITIO ACTIVO SUSTRATO SITIO ACTIVO ENZIMA

Con respecto a las enzimas En algunos casos la actividad enzimática depende de un cofactor - Holo enzima: Enzima+cofactor : presenta mayor actividad enzimática. - Apoenzima: Enzima – cofactor: presenta muy baja actividad enzimática

Tipos de cofactores: Inorgánicos: Iones simples Zn2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Cu2+. Orgánicos: se denominan coenzimas y son vitaminas o sustancias derivadas de ellas.

Función de un cofactor: Alterar la estructura tridimensional de una proteína o la unión del sustrato. Participa en la reacción total como otro sustrato

Reacción enzimática Enzima + sustrato Complejo enzima-sustrato producto + Enzima

Reacción enzimática

Mecanismo de actuación enzimática: 1) Se forma un complejo: enzima-sustrato o sustratos. 2) Se une la coenzima a este complejo. 3) Los restos de los aminoácidos que configuran el centro activo catalizan el proceso. Para ello debilitan los enlaces necesarios para que la reacción química se lleve a cabo a baja temperatura y no se necesite una elevada energía de activación. 4) Los productos de la reacción se separan del centro activo y la enzima se recupera intacta para nuevas catálisis. 5) Las coenzimas colaboran en el proceso; bien aportando energía (ATP), electrones (NADH/NADPH) o en otras funciones relacionadas con la catálisis enzimática productos sustrato Enzima Enzima inactiva Centro activo Coenzima

¿Cómo actúan las enzimas? Se explica su actuar a través de 2 modelos o mecanismos. a) Modelo llave cerradura b) Modelo de encaje inducido

a) Modelo llave cerradura Compara al sustrato con una llave y a la enzima con la cerradura. Se produce un ajuste altamente específico. Los diente de la llave se corresponde con el centro activo de la enzima.

Mecanismo de llave cerradura Se agrega en el ejemplo un cofactor

b) Modelo de encaje inducido Al unirse el sustrato adecuado a la enzima se induce un cambio en la estructura de ésta. Se produce una reorientación de los grupos enzimáticos. Una vez realizada la reacción la enzima recupera su forma inicial y los productos son liberados.

Mecanismo de encaje inducido

ENCAJE INDUCIDO

Modelos de acción enzimática.

El siguiente gráfico muestra como baja la energía de activación al ocurrir una reacción química con presencia de enzima

Las enzimas tienen un pH y una temperatura óptimos para funcionar Cualquier factor externo que altere los rangos de T o pH va a modificar la actividad de la enzima.

Condiciones que requiere la actividad enzimática Temperatura Enzima Temp. Ópt. (oC) Mamíferos 37 Bacterias y algas aprox. 100 Bacterias Árticas aprox. 0 Bacterias en muestra de hielo antigua A medida que la temperatura va aumentando progresivamente hasta llegar a la temperatura optima, la velocidad en que la enzima cataliza una reacción también aumenta

Al aumentar la temperatura sobre su temperatura optima, la actividad enzimática disminuye porque se dificulta la unión enzima-sustrato. -Si se sobrepasan los 50ºC, ocurre una desnaturalización de las proteínas.

Condiciones que requiere la actividad enzimática pH Pepsina 1.5 Tripsina 7.7 Catalasa 7.6 Enzima pH óptimo La actividad enzimática es eficaz dentro de un rango de pH que depende del tipo de enzima y de su sustrato. Valores que traspasen este rango pueden causar desde la alteración del sitio activo hasta la desnaturalización de la enzima.

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