Enzimología BIOQUÍMICA. Enzimología Generalidades. Generalidades. Clasificación. Clasificación. Modo de acción de las enzimas. Modo de acción de las enzimas.

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1 Enzimología BIOQUÍMICA

2 Enzimología Generalidades. Generalidades. Clasificación. Clasificación. Modo de acción de las enzimas. Modo de acción de las enzimas. Cinética de las reacciones simples catalizadas por enzimas. Ecuación de Michaelis-Menten. Cinética de las reacciones simples catalizadas por enzimas. Ecuación de Michaelis-Menten. Actividad enzimática. Unidades. Cuantificación de la actividad enzimática. Actividad enzimática. Unidades. Cuantificación de la actividad enzimática. Coenzimas. Coenzimas. Factores que afectan la cinética enzimática. Inhibidores enzimáticos. Factores que afectan la cinética enzimática. Inhibidores enzimáticos. Regulación de la catálisis enzimática. Regulación de la catálisis enzimática.

3 Las enzimas son proteínas altamente especializadas que tienen como función la catálisis o regulación de la velocidad de las reacciones químicas que se llevan a cabo en los seres vivos. E + P E + S [ES]

4 Las enzimas son proteínas* que catalizan reacciones químicas No hacen factibles las reacciones imposibles No hacen factibles las reacciones imposibles Son sustancias que, sin consumirse en una reacción, aumentan notablemente su velocidad. Son sustancias que, sin consumirse en una reacción, aumentan notablemente su velocidad. Ello hace posible que en condiciones fisiológicas tengan lugar reacciones que sin catalizador requerirían condiciones extremas de presión, temperatura o pH. Ello hace posible que en condiciones fisiológicas tengan lugar reacciones que sin catalizador requerirían condiciones extremas de presión, temperatura o pH. Prácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos están catalizadas por enzimas. Prácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos están catalizadas por enzimas. * En su mayoría son proteínas, hay ARN con capacidad catalítica (ribozimas)

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6 Aspectos generales de las enzimas Las enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre Las enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre –un único sustrato o –un grupo muy reducido de ellos. Sustrato: sustancia sobre la que actúa la enzima

7 Enzima y su sustrato Unión al centro activo Formación de productos E + S  ES  E + P Complejo enzima-sustrato Reacción catalizada por una enzima: centro activo región concreta de la enzima donde el sustrato se une

8 un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción El centro activo comprende

9 Sitio de unión: Sitio de unión: es el que le da la especificidad a la enzima Sitiocatalítico El sustrato se une a la enzima luego se inicia la catálisis

10 Nomenclatura Hay varias formas de nombrar una enzima: nombres particulares nombres particulares nombres particulares nombres particulares nombre sistemático nombre sistemático nombre sistemático nombre sistemático código de la comisión enzimática (enzyme comission) código de la comisión enzimática (enzyme comission) código de la comisión enzimática código de la comisión enzimática

11 Nomenclatura: nombres particulares nombres particulares nombres particulares Antiguamente, los enzimas recibían nombres particulares, asignados por su descubridor. Antiguamente, los enzimas recibían nombres particulares, asignados por su descubridor. Ejemplos: amilasa Ejemplos: amilasa (hidrolisa el almidón) glucoquinasa Glc + ATP  Glc-6P + ADP Al ir aumentando el número de enzimas conocidos, se hizo necesaria una nomenclatura sistemática que informara sobre la acción específica de cada enzima y los sustratos sobre los que actuaba. Al ir aumentando el número de enzimas conocidos, se hizo necesaria una nomenclatura sistemática que informara sobre la acción específica de cada enzima y los sustratos sobre los que actuaba.

12 Nomenclatura: nombre sistemático nombre sistemático nombre sistemático Consta actualmente de 3 partes: el sustrato preferente el sustrato preferente el tipo de reacción realizado el tipo de reacción realizado terminación "asa" terminación "asa" ejemplo: la glucoquinasa ATP:glucosa fosfo transferasa ATP:glucosa fosfo transferasa Glc + ATP  Glc-6P + ADP

13 Nomenclatura: Comisión de Enzimas Comisión de Enzimas Comisión de Enzimas El nombre es identificado por un código numérico: encabezado por las letras EC (enzyme commission) encabezado por las letras EC (enzyme commission). seguidas de cuatro números separados por puntos. –el primer número indica a cual de las seis clases pertenece la enzima, –el segundo se refiere a distintas subclases dentro de cada grupo, –el tercero y el cuarto se refieren a los grupos químicos específicos que intervienen en la reacción.

14 Ej.: la ATP:glucosa fosfotransferasa (glucoquinasa) (glucoquinasa) Glc + ATP  Glc-6P + ADP EC 2.7.1.2. EC 2.7.1.2. 2: transferasa 2: transferasa 7: fosfotransferasa 7: fosfotransferasa 1: el aceptor es un grupo OH 1: el aceptor es un grupo OH 2: es un OH de la D-glucosa el que acepta el grupo fosfato. 2: es un OH de la D-glucosa el que acepta el grupo fosfato. Nomenclatura: Comisión de Enzimas Comisión de Enzimas Comisión de Enzimas

15 Clases Clases 1.Óxido-reductasas 2.Transferasas 3.Hidrolasas 4.Liasas 5.Isomerasas 6.Ligasas Nomenclatura: Comisión de Enzimas Comisión de Enzimas Comisión de Enzimas

16 Clase 1: OXIDORREDUCTASAS Catalizan reacciones de transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un sustrato a otro AH 2 + B⇄ A + BH 2 A red + B ox⇄ A ox + B red

17 Clase 2: TRANSFERASAS Clase 2: TRANSFERASAS Catalizan la transferencia de un grupo químico (distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro A-B + C⇄ A + C-B

18 Catalizan las reacciones de hidrólisis Clase 3: HIDROLASAS Catalizan las reacciones de hidrólisis A-B + H 2 O⇄ AH + B-OH

19 Clase 4: LIASAS Catalizan reacciones de ruptura o unión de sustratos A-B⇄ A + B

20 Clase 5: ISOMERASAS Catalizan la interconversión de isómeros A⇄ B Fosfoglucosa isomerasa EC 5.

21 Clase 6: LIGASAS Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.) A + B + XTP⇄ A-B + XDP + P i

22 Comisión de Enzimas – página web http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/

23 MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS Perfil energético de una reacción espontánea Perfil energético de una reacción catalizada H 2 O 2  H 2 O + O 2

24 MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS La acción de los catalizadores consiste en disminuir la Energía de activación La acción de los catalizadores consiste en disminuir la Energía de activación Las enzimas son catalizadores especialmente eficaces, ya que disminuyen la Ea aún más que los catalizadores inorgánicos. Las enzimas son catalizadores especialmente eficaces, ya que disminuyen la Ea aún más que los catalizadores inorgánicos. Por ej, la descomposición del agua oxigenada (H2O2) puede ocurrir Por ej, la descomposición del agua oxigenada (H2O2) puede ocurrir –sin catalizador E a = 18 Kcal/mol –con un catalizador inorgánico (platino) E a = 12 Kcal/mol –con una enzima específico (catalasa) E a = 6 Kcal/mol Así, se puede calcular que el platino acelera la reacción 20.000 veces, mientras que la catalasa la acelera 370.000 veces. Así, se puede calcular que el platino acelera la reacción 20.000 veces, mientras que la catalasa la acelera 370.000 veces.

25 Para que una reacción química tenga lugar, las moléculas de los reactantes deben chocar con una energía y una orientación adecuadas. chocar con una energía y una orientación adecuadas. La actuación de la enzima La actuación de la enzima –aumenta la concentración efectiva de los sustratos (aumenta la probabilidad de choque) –permite que los reactantes (sustratos) se unan a su centro activo con una orientación óptima para que la reacción se produzca y –modifica las propiedades químicas del sustrato unido a su centro activo, debilitando los enlaces existentes y facilitando la formación de otros nuevos MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS

26 Modelo Llave-Cerradura

27 Hay dos modelos sobre la forma en que el sustrato se une al centro activo del enzima: Hay dos modelos sobre la forma en que el sustrato se une al centro activo del enzima: el modelo llave-cerradura el modelo llave-cerradurallave-cerradura el modelo del ajuste inducido el modelo del ajuste inducidoajuste inducidoajuste inducido MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS

28 MODELO LLAVE-CERRADURA La estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias La estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias Este modelo es válido en muchos casos, pero no es siempre correcto Este modelo es válido en muchos casos, pero no es siempre correcto

29 MODELO DEL AJUSTE INDUCIDO el centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato. el centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato. La unión del sustrato al centro activo del enzima desencadena un cambio conformacional que da lugar a la formación del producto. La unión del sustrato al centro activo del enzima desencadena un cambio conformacional que da lugar a la formación del producto.

30 Modelo del Ajuste Inducido

31 Perfil Energético de una Reacción Espontánea Perfil Energético de una Reacción Catalizada

32 Cofactores - Coenzimas A veces, un enzima requiere para su función la presencia de sustancias no proteicas que colaboran en la catálisis: los cofactores. Pueden ser iones inorgánicos como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++ etc. Casi un tercio de los enzimas conocidos requieren cofactores. los cofactores. Pueden ser iones inorgánicos como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++ etc. Casi un tercio de los enzimas conocidos requieren cofactores. Cuando el cofactor es una molécula orgánica se llama coenzima. Cuando el cofactor es una molécula orgánica se llama coenzima.

33 Cofactores - Coenzimas Muchas de estas coenzimas se sintetizan a partir de vitaminas. Muchas de estas coenzimas se sintetizan a partir de vitaminas. Cuando los cofactores y las coenzimas se encuentran unidos covalentemente al enzima se llaman grupos prostéticos. Cuando los cofactores y las coenzimas se encuentran unidos covalentemente al enzima se llaman grupos prostéticos. La forma catalíticamente activa del enzima, es decir, el enzima unida a su grupo prostético, se llama holoenzima. La parte proteica de un holoenzima (inactiva) se llama apoenzima, de forma que: La forma catalíticamente activa del enzima, es decir, el enzima unida a su grupo prostético, se llama holoenzima. La parte proteica de un holoenzima (inactiva) se llama apoenzima, de forma que: apoenzima + grupo prostético= holoenzima

34 Coenzima: NAD + Deriva de la Vitamina B 5 (ácido nicotínico)

35 Coenzima: FAD FAD forma oxidada FADH 2 forma reducida Deriva de la Vitamina B 2 (flavina) Es grupo prostético

36 CLASE 1: OXIDOREDUCTASAS

37 Clase 2: TRANSFERASAS Catalizan la transferencia de un grupo químico (distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro, según la reacción: A-B + C A + C-B

38 Clase 3: HIDROLASAS AH + B-OH A-B + H 2 O glucosa + galactosa lactosa + agua LACTASA

39 Clase 4: LIASAS A + B A-B CO 2 + Acetona Ácido acético Acetato Descarboxilasa

40 Clase 5: ISOMERASAS Fosfotriosaisomerasa

41 Clase 6: LIGASAS A-B + XDP + Pi A + B + XTP Oxaloacetato + ADP + Pi Piruvato + CO 2 + ATP Piruvato Carboxilasa

42 CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. La velocidad de una reacción catalizada por una enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar la enzima. La velocidad de una reacción catalizada por una enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar la enzima. Estos estudios proporcionan información directa acerca del mecanismo de la reacción catalítica y de la especifidad de la enzima. Estos estudios proporcionan información directa acerca del mecanismo de la reacción catalítica y de la especifidad de la enzima.

43 CINÉTICA ENZIMÁTICA MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN Los estudios sistemáticos del efecto de la concentración inicial del sustrato sobre la actividad enzimática comenzaron a realizarse a finales del siglo XIX. Ya en 1882 se introdujo el concepto del complejo enzima-sustrato como intermediario del proceso de catálisis enzimática. En 1913, Leonor Michaelis y Maud Menten desarrollaron esta teoría y propusieron una ecuación de velocidad que explica el comportamiento cinético de los enzimas.

44 MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN v = v3 = k3 [ES] = V = velocidad de la reacción catalizada por la enzima

45 MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN CÁLCULO DE LA K M Y DE LA V max DE UN ENZIMA = v3 = k3 [ES] == v3 = k3 [ES] = V = velocidad de la reacción catalizada por la enzima

46 MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN CÁLCULO DE LA K M Y DE LA V max DE UN ENZIMA = v3 = k3 [ES] == v3 = k3 [ES] = La representación gráfica de la ecuación de Michaelis-Menten es una hipérbola. La Vmax corresponde al valor máximo al que tiende la curva experimental, y la KM corresponde a la concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la Vmax.

47 MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN CÁLCULO DE LA K M Y DE LA V max DE UN ENZIMA Para determinar gráficamente los valores de KM y Vmax es más sencillo utilizar la representación doble recíproca (1/v0 frente a 1/[S]0), ya que es una línea recta. Esta representación doble recíproca recibe el nombre de representación de Lineweaver-Burk

48 La constante de Michaelis-Menten (KM) es un parámetro cinético importante por varias razones: K M es la concentración de sustrato para la cual la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima. K M es la concentración de sustrato para la cual la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima. El valor de K M da idea de la afinidad del enzima por el sustrato: El valor de K M da idea de la afinidad del enzima por el sustrato: –a menor K M, mayor afinidad del enzima por el sustrato, y –a mayor K M, menor afinidad.

49 ACTIVIDAD ENZIMÁTICA: se mide en términos de velocidad UI: los µmoles de sustrato que la enzima transforma en un minuto. UI: los µmoles de sustrato que la enzima transforma en un minuto. Katal: los moles de sustrato que la enzima transforma en un segundo Katal: los moles de sustrato que la enzima transforma en un segundo Cuando se conoce el PM E pura y el número de centros activos por molécula de enzima, las medidas de actividad enzimática permiten calcular el número de recambio: número de moles que la enzima convierte por cada centro activo y por unidad de tiempo. Cuando se conoce el PM E pura y el número de centros activos por molécula de enzima, las medidas de actividad enzimática permiten calcular el número de recambio: número de moles que la enzima convierte por cada centro activo y por unidad de tiempo.

50 ACTIVIDAD ENZIMÁTICA: se mide en términos de velocidad La velocidad de una reacción catalizada por un enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar el enzima. La velocidad de una reacción catalizada por un enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar el enzima. La medida se realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura, presencia de cofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato. La medida se realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura, presencia de cofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato. En estas condiciones, la velocidad de reacción observada es la velocidad máxima (Vmax). En estas condiciones, la velocidad de reacción observada es la velocidad máxima (Vmax). La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos. La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos.

51 ACTIVIDAD ENZIMÁTICA: se mide en términos de velocidad La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos. La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos. - A medida que la reacción transcurre, la velocidad de acumulación del producto va disminuyendo porque se va consumiendo el sustrato de la reacción - Para evitar esta complicación se procede a medir la velocidad inicial de la reacción (v 0 ). - La velocidad inicial de la reacción es igual a la pendiente de la curva de avance a tiempo cero - De esta forma, la medida de v 0 se realiza antes de que se consuma el 10% del total del sustrato, de forma que pueda considerarse la [S] como esencialmente constante a lo largo del experimento. vovo

52 Para estudiar la cinética enzimática se mide el efecto de la concentración inicial de sustrato sobre la velocidad inicial de la reacción, manteniendo la cantidad de enzima constante. Si representamos v0 frente a [S]0 obtenemos una gráfica Si representamos v0 frente a [S]0 obtenemos una gráfica Cuando [S] 0 es pequeña, la velocidad inicial es directamente proporcional a la concentración de sustrato, y por tanto, la reacción es de primer orden. Cuando [S] 0 es pequeña, la velocidad inicial es directamente proporcional a la concentración de sustrato, y por tanto, la reacción es de primer orden. A altas [S] 0, el enzima se encuentra saturada por el sustrato, y la velocidad ya no depende de [S]0. En este punto, la reacción es de orden cero y la velocidad es máxima (Vmax). A altas [S] 0, el enzima se encuentra saturada por el sustrato, y la velocidad ya no depende de [S]0. En este punto, la reacción es de orden cero y la velocidad es máxima (Vmax).

53 Hay enzimas que no obedecen la ecuación de Michaelis- Menten. Se dice que su cinética no es Michaeliana. Hay enzimas que no obedecen la ecuación de Michaelis- Menten. Se dice que su cinética no es Michaeliana. Esto ocurre con las enzimas alostéricos, cuya gráfica v frente a [S] no es una hipérbola, sino una sigmoide Esto ocurre con las enzimas alostéricos, cuya gráfica v frente a [S] no es una hipérbola, sino una sigmoide En la cinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en una zona crítica (cercana a la KM) se traduce en grandes variaciones en la velocidad de reacción. En la cinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en una zona crítica (cercana a la KM) se traduce en grandes variaciones en la velocidad de reacción.

54 Factores que afectan la cinética enzimática La actividad puede estar afectada por: el pH el pHpH la temperatura la temperaturatemperatura la fuerza iónica la fuerza iónica Inhibidores Inhibidores

55 Efecto del pH Los enzimas poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH; amino -NH2; etc.) en las cadenas laterales de sus aminoácidos. Los enzimas poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH; amino -NH2; etc.) en las cadenas laterales de sus aminoácidos. Según el pH del medio, estos grupos pueden tener carga eléctrica positiva, negativa o neutra. Según el pH del medio, estos grupos pueden tener carga eléctrica positiva, negativa o neutra. Como la conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas, habrá un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica. Este es el llamado pH óptimo. Como la conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas, habrá un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica. Este es el llamado pH óptimo.

56 Efecto el pH La mayoría de los enzimas son muy sensibles a los cambios de pH. Desviaciones de pocas décimas por encima o por debajo del pH óptimo pueden afectar drásticamente su actividad. Como ligeros cambios del pH pueden provocar la desnaturalización de la proteína, los seres vivos han desarrollado sistemas más o menos complejos para mantener estable el pH intracelular

57 Efecto de la Temperatura

58 Irreversibles Irreversibles E + I  EI se unen fuertemente a la E y el complejo no se disocia Reversibles Reversibles E + I ⇄ EI Factores que afectan la cinética enzimática: INHIBIDORES Ciertas moléculas pueden inhibir la acción catalítica de un enzima: son los inhibidores.

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60 Inhibidores Reversibles Pueden actuar de 3 modos: ocupan temporalmente el centro activo por semejanza estructural con el sustrato original: inhibidor competitivo ocupan temporalmente el centro activo por semejanza estructural con el sustrato original: inhibidor competitivo alteran la conformación espacial del enzima, impidiendo su unión al sustrato: inhibidor no competitivo alteran la conformación espacial del enzima, impidiendo su unión al sustrato: inhibidor no competitivo Se unen al complejo E-S impidiendo la catálisis del sustrato: inhibidor acompetitivo Se unen al complejo E-S impidiendo la catálisis del sustrato: inhibidor acompetitivo

61 Inhibidores Reversibles inhibidor competitivo

62 Inhibidores Reversibles inhibidor no competitivo

63 Inhibidores Reversibles inhibidor acompetitivo SP

64 S I P

65 Regulación de la catálisis enzimática las concentraciones del sustrato y de los productos finales las concentraciones del sustrato y de los productos finalesconcentraciones del sustrato y de los productos finalesconcentraciones del sustrato y de los productos finales presencia de inhibidores presencia de inhibidoresinhibidores modulación alostérica modulación alostérica modulación alostérica modulación alostérica modificación covalente modificación covalente modificación covalente modificación covalente activación por proteolisis (zimógenos) activación por proteolisis (zimógenos)proteolisis isoenzimas isoenzimas isoenzimas

66 EFECTO DE LAS CONCENTRACIONES SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA La velocidad de una reacción enzimática depende de la concentración de sustrato. La velocidad de una reacción enzimática depende de la concentración de sustrato. Además, la presencia de los productos finales puede hacer que la reacción sea más lenta, o incluso invertir su sentido Además, la presencia de los productos finales puede hacer que la reacción sea más lenta, o incluso invertir su sentido

67 MODULACIÓN ALOSTÉRICA DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Hay enzimas que pueden adoptar 2 conformaciones interconvertibles llamadas R (relajada) y T (tensa). R es la forma más activa porque se une al sustrato con más afinidad. Las formas R y T se encuentran en equilibrio R T

68 MODULACIÓN ALOSTÉRICA DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Ciertas sustancias tienden a estabilizar la forma R. Son los llamados moduladores positivos. El propio sustrato es a menudo un modulador positivo. Las moléculas que favorecen la forma R pero que actúan sobre una región del enzima distinta del centro activo son los activadores alostéricos (modulador alostérico positivo)

69 MODULACIÓN ALOSTÉRICA DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Las sustancias que favorecen la forma T y actúan en lugares distintos del centro activo de la enzima y disminuyen la actividad enzimática: son los moduladores alostéricos negativos.

70 enzimas alostéricas, no obedecen la ecuación de Michaelis-Menten, la gráfica v frente a [S] no es una hipérbola, sino una sigmoide enzimas alostéricas, no obedecen la ecuación de Michaelis-Menten, la gráfica v frente a [S] no es una hipérbola, sino una sigmoide En la cinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en una zona crítica (cercana a la KM) se traduce en grandes variaciones en la velocidad de reacción. En la cinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en una zona crítica (cercana a la KM) se traduce en grandes variaciones en la velocidad de reacción.

71 Regulación de la actividad enzimática por MODIFICACIÓN COVALENTE Hay enzimas que pasan de la forma inactiva a la activa uniéndose covalentemente a un grupo químico de pequeño tamaño como el Pi o el AMP. Hay enzimas que pasan de la forma inactiva a la activa uniéndose covalentemente a un grupo químico de pequeño tamaño como el Pi o el AMP. También se da el caso inverso También se da el caso inverso El enzima no fosforilado es inactivo El enzima fosforilado es activo

72 Regulación de la actividad enzimática por ACTIVACIÓN PROTEOLÍTICA Algunos enzimas no se sintetizan como tales, sino como proteínas precursoras sin actividad enzimática. Estas proteínas se llaman proenzimas o zimógenos. Algunos enzimas no se sintetizan como tales, sino como proteínas precursoras sin actividad enzimática. Estas proteínas se llaman proenzimas o zimógenos. Para activarse, los zimógenos sufren un ataque hidrolítico que origina la liberación de uno o varios péptidos. Para activarse, los zimógenos sufren un ataque hidrolítico que origina la liberación de uno o varios péptidos. El resto de la molécula proteica adopta la conformación y las propiedades del enzima activo. El resto de la molécula proteica adopta la conformación y las propiedades del enzima activo. Ej.: enzimas digestivos se secretan en forma de zimógenos y en el tubo digestivo se convierten en la forma activa. Es el caso de la quimotripsina, que se sintetiza en forma de quimotripsinógeno Ej.: enzimas digestivos se secretan en forma de zimógenos y en el tubo digestivo se convierten en la forma activa. Es el caso de la quimotripsina, que se sintetiza en forma de quimotripsinógeno

73 Regulación de la actividad enzimática por ACTIVACIÓN PROTEOLÍTICA

74 REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA POR MEDIO DE ISOENZIMAS Algunos enzimas tienen distinta estructura molecular aunque su función biológica es similar. Se llaman isozimas o isoenzimas. Algunos enzimas tienen distinta estructura molecular aunque su función biológica es similar. Se llaman isozimas o isoenzimas. Estas diferencias de estructura se traducen en ligeros cambios en sus propiedades, de forma que cada isozima se adapta perfectamente a la función que debe realizar. Estas diferencias de estructura se traducen en ligeros cambios en sus propiedades, de forma que cada isozima se adapta perfectamente a la función que debe realizar. Así, podemos observar la existencia de isoenzimas en función de: –el tipo de tejido: Por ejemplo, la lactato deshidrogenasa presenta isozimas distintos en músculo y corazón. –el compartimento celular donde actúa: Por ejemplo, la malato deshidrogenasa del citoplasma es distinta de la de la mitocondria. –el momento concreto del desarrollo del individuo. Ej: algunos enzimas de la glicolisis del feto son diferentes de los mismos enzimas en el adulto.