Enzimas Fotosíntesis y sus efectos Digestión Respiración celular METABOLISMO Enzimas Fotosíntesis y sus efectos Digestión Respiración celular

Eléctrico Síntesis Energía Luz Mecánico Calor Concentración

Energía Capacidad para realizar trabajo No se crea ni se destruye, se transforma Tiende a dispersarse espontáneamente hacia alcanzar la máxima entropía (desorden)

Flujo de energía y materia Pérdidas de calor Oxígeno Pérdidas de calor Aumento de E. Libre Disminución entropía Energía solar Compuestos orgánicos Energía: unidireccional Energía química Fotótrofos Quimiótrofos Dióxido de carbono Disminución de E. Libre Aumento entropía Materia: cíclico Nitrato Agua

METABOLISMO: Conjunto de reacciones químicas del organismo CATABOLISMO ANABOLISMO Liberación de energía: ruptura de moléculas complejas  compuestos simples Respiración celular, digestión Utilización de energía Síntesis moléculas complejas  compuestos simples Fotosíntesis

Enzimas Proteínas con estructura tridimensional (terciaria) Son catalizadores: Agentes químicos que modifican la velocidad de las reacciones sin consumirse en éstas El H2O2 se descompone con gran lentitud en  H2O + O2 Una molécula de catalasa descompone 5,000,000 de moléculas de H2O2/ min Las células regulan las reacciones químicas con enzimas

Enzimas La mayoría de reacciones metabólicas son reversibles y una enzima puede catalizar la reacción en las dos direcciones La dirección/reacción que domina depende de: [ ] de reactantes y productos

Enzimas Los nombres de la mayor parte de las enzimas terminan con el sufijo asa Otras conservan nombres tradicionales lisozima (lisis = disolver) en lágrimas, saliva, y moco degrada pared celular de bacterias pepsina enzima digestiva que degrada proteínas secretada por el estómago tripsina secretada en el páncreas

Estructura de la Enzima Son altamente ESPECÍFICAS Sitio Activo región especifica de la enzima donde se adhiere el sustrato El sustrato encaja como una llave a una cerradura

Estructura de la Enzima Cofactor Componente no proteico necesario en algunas enzimas para realizar la catálisis Tipos: Cofactor inorgánico (Iones metálicos) Moléculas orgánicas (Coenzimas)

Tipos de Cofactor Derivadas de vitaminas Ión metálico Coenzima (molécula orgánica) La mayoría de oligoelementos (cantidades mínimas) hierro zinc cobre manganeso Derivadas de vitaminas Pueden estar unidos covalentemente a la enzima Ej: FAD+ Pueden estar unidos débilmente a la enzima Ej: NADP+ NAD +

Mecanismo de Acción Enzimática

Mecanismo de Acción Enzimática

Mecanismo de Acción Enzimática productos Se forma un complejo: enzima-sustrato o sustratos. Se une la coenzima a este complejo. 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. Los productos de la reacción se separan del centro activo y la enzima se recupera intacta para nuevas catálisis. Las coenzimas colaboran en el proceso; bien aportando energía (ATP), electrones (NADH/NADPH) o en otras funciones relacionadas con la catálisis enzimática sustrato Enzima Enzima inactiva Centro activo Coenzima

Factores que afectan el funcionamiento de la Enzima pH Tienen un pH óptimo 5-8 (humanos) Cuando el medio se torna muy ácido o básico, las enzimas se desnaturalizan Pepsina: pH óptimo = 2 Tripsina (páncreas): pH ligeramente básico

Factores que afectan el funcionamiento de la Enzima Temperatura: Bajas: inactivación Temperatura óptima cercana a la corporal 35- 40 o C (humanos) movimiento molecular aumenta, reacción más rápida Altas: ???

PROBLEMA ¿Los organismos poiquilotermos (ej. Iguanas) pueden tener fiebre? ¿La fiebre es ocasionada por la bacteria, o es un mecanismo de defensa del cuerpo?

Factores que afectan el funcionamiento de la Enzima Presencia de Activadores Presencia de Inhibidores Grupos fosfato que activan enzima Disminuyen la actividad enzimática al interactuar con Sitio activo Sitio alostérico (alejado del sitio activo) Puede ser reversible o irreversible

1. Estimulo (ej, golpe) activa a una enzima que degrada fosfolípidos de la membrana 2. Se libera el ácido araquidónico y una enzima lo convierte en moléculas que provocan inflamación 2 3 3. El uso de antiinflamatorios (aspirina) inhibe a la enzima y la inflamación disminuye

Inhibición Reversible Competitiva No Competitiva Estructura del inhibidor similar a la del sustrato Estructura del inhibidor diferente a la del sustrato

Inhibición Irreversible Inhibidor se combina con un grupo funcional de la enzima, la desactiva o destruye en forma permanente Ejemplos: Metales pesados : mercurio y plomo Gases nerviosos (afectan a la colinesterasa) Citocromooxidasa (respiración celular): cianuro Diversos insecticidas y medicamentos Venenos de serpientes