Enzimas. Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estereo especificidad) Enzimas.

Presentación del tema: "Enzimas. Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estereo especificidad) Enzimas."— Transcripción de la presentación:

1 Enzimas

2 Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estereo especificidad) Enzimas

3 COO - C-H H-C COO - H 3 + N-C-H C-H 2 COO - C-H COO - + N H 3 + Fumarato (=,trans) Aspartasa L-Aspartato D-Aspartato Maleato (=,cis) COO - H-C- NH 3 + C-H 2 COO -

4 Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estereo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas(10 3 -10 20 ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. óptimos Enzimas

5 Pepsina1.5 Tripsina7.7 Catalasa7.6 Arginasa9.7 Fumarasa7.8 Ribonucleasa7.8 Enzima pH óptimo

6 Mamíferos 37 Bacterias y algas aprox. 100 Bacterias Árticas aprox. 0 Enzima Temp. Ópt. ( o C) Bacterias en muestra de hielo antigua

7 Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estéreo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas(10 3 -10 20 ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. Óptimos Son las unidades funcionales del metabolismo celular Enzimas

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9 Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estéreo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas(10 3 -10 20 ) Actúan en disolución acuosa, a pH y temp. Óptimos Son las unidades funcionales del metabolismo celular Reacciones acopladas (catabolismo – anabolismo) Enzimas

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11 Catalizadores biológicos. Proteínas de forma globular Específicas para un substrato particular (Estéreo especificidad) Aceleran reacciones específicas químicas(10 3 -10 20 ) 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) Enzimas

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

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

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

15 E: PM 100000, 7 nm Ø S: PM 250, 0.8 nm Ø Cofactor Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH. Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH. Inorgánico: Fe 2+, Mn 2+, Zn 2+,etc. Grupo Prostético

16 Apoenzima Holoenzima

17 Enzimas que requieren elementos inorgánicos Citocromo oxidasa Catalasa, peroxidasa Fe 2+, Fe +, Citocromo oxidasaCu 2+ DNA polimerasa Anhídrasa carbónica Alcohol deshidrogensa Zn 2+ Hexoquinasa Glucosa 6-fosfatasa Mg 2+ ArginasaMn 2+ Piruvato quinasaK +, Mg 2+ UreasaNi 2+ Nitrato reductasaMo 2+

18 Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales CoenzimasEntidad 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 CO 2 Otros grupos monocarbonados

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

21 VITAMINASFUNCIONES 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 B6 (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 Urea Arginina Ureasa Arginasa Lis, Arg Pepsina Tripsina Amilasa EnzimaSubstrato rec A Proteína de choque térmico Rec A HSP70 gen Caract. Comité de la Unión Internacional de Bioq. y Biol. Mol. (IUBMB) http://www.enzyme-database.org/http://us.expasy.org/enzyme/ http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/

23 EC1.1.1.2 Accepted name: alcohol dehydrogenase (NADP + ) Reaction:an alcohol + NADP + = an aldehyde + NADPH + H + Other na me(s): aldehyde reductase (NADPH 2 ); NADP-alcohol dehydrogenase; NADP + - aldehyde reductase; NADP + -dependent aldehyde reductase; NADPH- aldehyde reductase; NADPH-dependent aldehyde reductase; nonspecific succinic semialdehyde reductase; ALR 1; low-K m aldehyde reductase; high-K m 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 1.1.1.19 (L-glucuronate reductase), EC 1.1.1.33 [mevaldate reductase (NADPH)] and EC 1.1.1.55 [lactaldehyde reductase (NADPH)]. A-specific with respect to NADPH.EC 1.1.1.19EC 1.1.1.33EC 1.1.1.55 Links to other da tabases: BRENDABRENDA, ERGO, EXPASY, IUBMB, KEGG, PDB, CAS registry number: 9028-12-0ERGOEXPASYIUBMBKEGGPDB

24 1.Oxidorreductasas 2.Transferasas 3.Hidrolasas 4.Liasas 5.Isomerasas 6.Ligasas Clases de Enzimas:

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].More detailsReferencesLinking to ENZYMEDisclaimer Release of 17-Jan-2008 (4063 active entries) Access to ENZYMEAccess to ENZYME b y E C n u m b e r :... b y E C n u m b e r b y e n z y m e c l a s s b y e n z y m e c l a s b y d e s c r i p t i o n ( o f f i c i a l n a m e ) o r a l t e r n a t i v e n a m e ( s ) : b y d e s c r i p t i o n ( o f i c i a l n a m e ) o r a l t e r n a t i v e n a m e ( s ) : b y c h e m i c a l c o m p o u n d b y c h e m i c a l c o m p o u n d b y c o f a c t o r b y c o f a c t o r b y s e a r c h i n c o m m e n t s l i n e s b y s e a r c h i n c o m e n t s l i n e s S R S - S e q u e n c e R e t r i e v a l S y s t e m S R S 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].More detailsReferencesLinking to ENZYMEDisclaimer Release of 17-Jan-2008 (4063 active entries) Access to ENZYMEAccess to ENZYME b y E C n u m b e r :... b y E C n u m b e r b y e n z y m e c l a s s b y e n z y m e c l a s b y d e s c r i p t i o n ( o f f i c i a l n a m e ) o r a l t e r n a t i v e n a m e ( s ) : b y d e s c r i p t i o n ( o f i c i a l n a m e ) o r a l t e r n a t i v e n a m e ( s ) : b y c h e m i c a l c o m p o u n d b y c h e m i c a l c o m p o u n d b y c o f a c t o r b y c o f a c t o r b y s e a r c h i n c o m m e n t s l i n e s b y s e a r c h i n c o m e n t s l i n e s S R S - S e q u e n c e R e t r i e v a l S y s t e m S R S 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].More detailsReferencesLinking to ENZYMEDisclaimer Release of 17-Jan-2008 (4063 active entries) Access to ENZYMEAccess to ENZYME b y E C n u m b e r :... b y E C n u m b e r b y e n z y m e c l a s s b y e n z y m e c l a s b y d e s c r i p t i o n ( o f f i c i a l n a m e ) o r a l t e r n a t i v e n a m e ( s ) : b y d e s c r i p t i o n ( o f i c i a l n a m e ) o r a l t e r n a t i v e n a m e ( s ) : b y c h e m i c a l c o m p o u n d b y c h e m i c a l c o m p o u n d b y c o f a c t o r b y c o f a c t o r b y s e a r c h i n c o m m e n t s l i n e s b y s e a r c h i n c o m e n t s l i n e s S R S - S e q u e n c e R e t r i e v a l S y s t e m S R S EC 1.1 Acting on the CH-OH group of donors EC 1.1.1 With NAD+ or NADP+ as acceptor EC 1.1.1.1 alcohol dehydrogenase EC 1.1.1.2 alcohol dehydrogenase (NADP+) EC 1.1.1.3 homoserine dehydrogenase EC 1.1.1.4 (R,R)-butanediol dehydrogenase EC 1.1.1.5 acetoin dehydrogenase EC 1.1.1.6 glycerol dehydrogenase EC 1.1.2 With a cytochrome as acceptor EC 1.1.2.1 now EC 1.1.99.5 EC 1.1.2.2 mannitol dehydrogenase (cytochrome) EC 1.1.3 With oxygen as acceptor EC 1.1.3.1 deleted, included in EC 1.1.3.15 EC 1.1.3.2 now EC 1.13.12.4 EC 1.1.3.3 malate oxidase EC 1.1.3.4 glucose oxidase EC 1.1.4 With a disulfide as acceptor EC 1.1.4.1 vitamin-K-epoxide reductase (warfarin-sensitive) EC 1.1.5 With a quinone or similar compound as acceptor EC 1.1.5.1 Deleted, see EC 1.1.99.18 cellobiose dehydrogenase (acceptor) EC 1.1.99 With other acceptors EC 1.1.99.1 choline dehydrogenase EC 1.1.99.2 2-hydroxyglutarate dehydrogenase

26 EC 1.2 Acting on the aldehyde or oxo group of donors EC 1.2.1 With NAD+ or NADP+ as acceptor EC 1.2.1.1 deleted, replaced by EC 1.1.1.284 and EC 4.4.1.22 EC 1.2.1.2 formate dehydrogenase EC 1.2.2 With a cytochrome as acceptor EC 1.2.2.1 formate dehydrogenase (cytochrome) EC 1.2.2.2 pyruvate dehydrogenase (cytochrome) EC 1.2.3 With oxygen as acceptor EC 1.2.3.1 aldehyde oxidase EC 1.3 Acting on the CH-CH group of donors EC 1.3.1 With NAD+ or NADP+ as acceptor EC 1.3.1.1 dihydrouracil dehydrogenase (NAD+) EC 1.3.2 With a cytochrome as acceptor EC 1.3.2.1 now EC 1.3.99.2 EC 1.3.2.2 now EC 1.3.99.3 EC 1.3.3 With oxygen as acceptor EC 1.3.3.1 dihydroorotate oxidase EC 1.3.3.2 now EC 1.14.21.6

27 1.Oxidorreductasas 2.Transferasas 3.Hidrolasas 4.Liasas 5.Isomerasas 6.Ligasas Clases de Enzimas:

28 Enzimas: No. ClaseTipo de reacción que catalizan Ejemplo 1 OxidorreductasasDe 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 Si una molécula se reduce, tiene que haber otra que se oxide 1. Oxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reducción).

30 Enzimas: No.ClaseTipo de reacción que catalizan Ejemplo 1OxidorreductasasDe óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2TransferasasTransferencia de gruposKinasas Transaminasas

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

32 No.ClaseTipo de reacción que catalizan Ejemplo 1OxidorreductasasDe óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2TransferasasTransferencia de gruposKinasas Transaminasas 3Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa Enzimas:

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

34 No.ClaseTipo de reacción que catalizan Ejemplo 1OxidorreductasasDe óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2TransferasasTransferencia de gruposKinasas Transaminasas 3HidrolasasHidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa 4LiasasLisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato (Sintasas) Descarboxilasa pirúvica Enzimas:

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

36 No.ClaseTipo de reacción que catalizan Ejemplo 1OxidorreductasasDe óxido reducción (transferencia de e-) Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas 2TransferasasTransferencia de gruposKinasas Transaminasas 3HidrolasasHidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa 4LiasasLisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato (Sintasa) (Sintasas) Descarboxilasa pirúvica 5IsomerasasTransferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras Mutasas Epimerasas Racemasas Enzimas:

37 5. Isomerasas (Reacciones de isomerización)

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

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 1. Actuación global de la reacción catalizada. 2. Utilizar un procedimiento analítico para la determinación de S que desaparece o los productos de la reacción que aparecen. 3. Si la enzima requiere cofactores (iónes metálicos o coenzimas). 4. La dependencia de la actividad enzimática con la [S] o sea K M del S. 5. El pH óptimo. 6. Un intervalo de temperatura en la que la enzima es estable y muestra actividad elevada. ¿Cómo detectar una enzima?

42 Es la cantidad que transforma 1.0  M (10 -6 M) de S /min a 25 o C, en las condiciones de medida óptima. 1.0 Unidad de Actividad Enzimática Es el no. de U de enzima / mg de proteína. Es una medida de la pureza de la enzima. La Actividad Específica Catalasa de Aspergillius niger 4000-8000 U/mg de prot. 100 mg $ 209.80 USD. Catalasa de Aspergillius niger 4000-8000 U/mg de prot. 100 mg $ 209.80 USD. Catalasa de Hígado de bisonte 2000-5000 U/mg de prot. 1 g $ 768.50 USD. Catalasa de Hígado de bisonte 2000-5000 U/mg de prot. 1 g $ 768.50 USD.

43 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). El Número de Recambio de una Enzima Anhidrasa carbónica  -Amilasa  -Galactosidasa Fosfoglucomutasa 36 000 000 1 000 000 12 000 1 240 Enzima. Moles de S, transf./ min. a 20-38 oC.