8/18/2019 0.Enzimas

1/58

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENORUNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR

ORREGOORREGOFACULTAD DE MEDIDINA HUMANAFACULTAD DE MEDIDINA HUMANA

BIOQUIMICABIOQUIMICA

ENZIMOLOGENZIMOLOGÍÍ A  A 

Pedro LezamaPedro Lezama

8/18/2019 0.Enzimas

2/58

EnzimologiaEnzimologia

8/18/2019 0.Enzimas

3/58

ENZIMASENZIMAS DefiniciDefinicióónn

CatalizadoresCatalizadores biolbiolóógicosgicos

FunciFuncióón:n:

 Viabilizar Viabilizar lala actividadactividad de lasde las ccéélulas,lulas, separando oseparando o

uniendo moluniendo molééculas para formar nuevosculas para formar nuevos

conpuestos.conpuestos.

Naturaleza quNaturaleza qu í ímica: en su mayor partemica: en su mayor parte prote proteíínas,nas,excepto un pequeexcepto un pequeñño grupo de molo grupo de molééculas de RNA conculas de RNA con

propiedades catalpropiedades catal í íticas:ticas: RIBOZIMASRIBOZIMAS

8/18/2019 0.Enzimas

4/58

PROTEPROTEÍÍNASNAS

Clasificación de proteínas

globulares fibrosasESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS

Primaria secundaria terciaria cuaternaria

ENZIMAS

PROTEINAS GLOBULARES

ESTRUCTURA TERCIARIA

8/18/2019 0.Enzimas

5/58

ESTRUCTURA ENZIMATICAESTRUCTURA ENZIMATICA

RNARNA

EstructuraEstructuraEnzimEnzimááticatica

RibozimasRibozimas

covalente

Apoenzima oApoproteína

Grupo Prostético

Holoenzima

Cofactor

Coenzima

Proteína

Puede ser:•  íon inorgánico•  molécula orgánic

8/18/2019 0.Enzimas

6/58

COMPONENTES DE LA REACCIONCOMPONENTES DE LA REACCIONENZIMATICAENZIMATICA

Sustrato se une alSITIO ACTIVOde la enzima

E + S [ES] [EP] P + E

8/18/2019 0.Enzimas

7/58

Enzima(sacarasa)

Sitiocatalítico

1

2

3

Sustrato

(sacarosa)

Enzima disponible con

sitio catalítico vacío

Sustrato se une

a la enzima por encaje inducido

Sustrato esconvertido aproductos

4 Productos sonliberados

Glucosa Fructosa

8/18/2019 0.Enzimas

8/58

Sustrato

Si la E solo se une al S, entonces

la reacción no continua

Estado deTransicion Producto

La E, no solo reconoce al S, sino induce la

formación del estado de transición (ET)

X

8/18/2019 0.Enzimas

9/58

Naturaleza de la Catálisis enzimática

●● LaLa EE proporcionaproporciona unauna superficiesuperficie catalcatalííticatica

●● EstaEsta superficiesuperficie estabilizaestabiliza ETET

●● ET seET se transformatransforma aa productoproducto (P)(P)

B

B ASuperficie Catalitica

 A

8/18/2019 0.Enzimas

10/58

La Enzima estabiliza el estado de transición

S

P

ES

EST

EP

ST

Dirección de la Reacción

Cambio de energíaE n e r  gi   a r  e  q u e r i   d  a 

 (  n o c  a  t   a l  i   s i   s 

 )  

L  a E n e r  gí   a  d i   s m

i  n u y e  (   c  on

 c  a  t   a l  i   s i   s  )  

Cuál es la diferencia?T = estado de Transicion

8/18/2019 0.Enzimas

11/58

reactantes

products

ener gia

reacciónexergónica

Energía deactivacion

Eaa

Estado de transicion

(o complejo activado)

Rupturade

enlaces Formación

de enlaces

8/18/2019 0.Enzimas

12/58

Diferencia entrela energia libre

de S y P

Camino de la Reacción

Energia de activación conenzima

       E

      n      e       r

 g         i       a 

Energia de activación sin enzima

SSPP

8/18/2019 0.Enzimas

13/58

MODELOS DE ACCIONMODELOS DE ACCION

ENZIMATICA ENZIMATICA 

8/18/2019 0.Enzimas

14/58

Modelo de llaveModelo de llave--cerraduracerradura

8/18/2019 0.Enzimas

15/58

Modelo del encaje (acoplamiento)Modelo del encaje (acoplamiento)

inducidoinducido

8/18/2019 0.Enzimas

16/58

CLASIFICACION DE ENZIMASCLASIFICACION DE ENZIMAS

1. Oxidoreductasas transferencia de electrones2. Transferasas reacciones de transferencia de grupo(no agua)

3. Hidrolasas reacciones de hidrólisis(transferencia al agua)

4. Liasas  Adición de grupos a dobles enlaces oformación de dobles enlaces por eliminación de

grupos

5. Isomerasas transferencia de grupos dentro de lamisma molécula para dar isómeros6. Ligasas Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y C-

N por reacciones de condensación acopladas ahidrólisis de ATP

8/18/2019 0.Enzimas

17/58

Factores que afectan la actividadFactores que afectan la actividadenzimenzimááticatica

I  

8/18/2019 0.Enzimas

18/58

n c r  e

m en t   o

 en c  on c  en t  r  a

 c i   ó n d  e S 

21 3 4 5 6 7 80

0 2 4 6 8

Sustrato (μmol)

P 

r  o d  u c  t   o

80

60

40

20

0

S+

E

↓

P (   en un p e

r i   o d  o d  e t  i   em p o

8/18/2019 0.Enzimas

19/58

8/18/2019 0.Enzimas

20/58

EFECTO DE LA TEMPERATURA

Temperatura óptima paraenzima de termófila

      A    c      t      i    v      i      d    a      d

0 20 40 80 100

Temperatura (Cº)Temperatura óptima para dos enzimas

Temperatura óptima para unatípica enzima humana

(Bacteria termo-tolerante)

8/18/2019 0.Enzimas

21/58

Efecto del pHENZIMA pH

Fosfatasa alcalina 9.5

Lipasa pancreática 8.0

Quimotripsina 8.0

Tripsina 7.9

Catalasa 7.6Carboxipeptidasa 7.5

 Amilasa salival 6.8

Fosfatasa ácida 5.0

Pepsina 1.5

8/18/2019 0.Enzimas

22/58

CINETICA ENZIMATICA CINETICA ENZIMATICA 

8/18/2019 0.Enzimas

23/58

Efecto de SEfecto de Svo

[S]

Vmax

[S]

v

Vmax2

v = Vmax

v = Vmax [S]

Km

Km

11

22

33

8/18/2019 0.Enzimas

24/58

8/18/2019 0.Enzimas

25/58

8/18/2019 0.Enzimas

26/58

¿Como funciona una Holoenzima?

Ejemplos de Holoenzima

8/18/2019 0.Enzimas

27/58

Ejemplos de Holoenzima

8/18/2019 0.Enzimas

28/58

INHIBICION

ENZIMATICA

Tipos

INHIBICIONINHIBICION

8/18/2019 0.Enzimas

29/58

INHIBICIONINHIBICION

8/18/2019 0.Enzimas

30/58

8/18/2019 0.Enzimas

31/58

8/18/2019 0.Enzimas

32/58

Inhibición enzimática (Resumen)

8/18/2019 0.Enzimas

33/58

Km

 

II

  Competitiva   No-competitiva   Acompetitiva

      P      l    o      t    e    o      d

      i    r    e    c      t    o

      D

    o      b      l    e      R    e    c      i    p

    r    o    c    o

Vmax Vmax

Km K

m’ [S], mM

vo

[S], mM

vo

 I  I    I  I 

Km [S], mM

Vmax

 I  I 

Km’

Vmax’Vmax’

Vmax no se alteraK

mse incrementa

Vmax disminuyeK

mno se altera Vmax & Km deisminuye

 I  I 

1/[S]1/Km

1/vo

1/Vmax

 I  I  I  I 1/vo

1/Vmax

1/[S]1/Km 1/[S]1/Km

1/Vmax

1/vo

=  Km’

Angiotensinógeno

8/18/2019 0.Enzimas

34/58

Angiotensinógeno

Angiotensina IDRVYIHPFHL

Angiotensina IIDRVYIHPF

HL

 Renina

 Enzima convertidorade Angiotensina, ECA

Hipotensión,

hipovolemia,

ortostatismo

Aumento de la presión arterial

Captopril

 Análogo delestado detransicion

8/18/2019 0.Enzimas

35/58

CONTROL Y REGULACIONCONTROL Y REGULACIONENZIMATICA ENZIMATICA 

8/18/2019 0.Enzimas

36/58

8/18/2019 0.Enzimas

37/58

8/18/2019 0.Enzimas

38/58

8/18/2019 0.Enzimas

39/58

ProenzimasProenzimas ((cimogenoscimogenos))

8/18/2019 0.Enzimas

40/58

ProenzimasProenzimas ((cimogenoscimogenos))

Sitio de

síntesis

Zimógeno Enzima activa

Estómago Pepsinógeno Pepsina

Páncreas Quimotripsinógeno Quimotripsina

Páncreas Tripsinógeno Tripsina

Páncreas Procarboxipeptidasa Carboxipeptidasa

Páncreas Proelastasa Elastasa

8/18/2019 0.Enzimas

41/58

8/18/2019 0.Enzimas

42/58

TELOMERASATELOMERASA

8/18/2019 0.Enzimas

43/58

TELOMERASA TELOMERASA Esta enzima reparalos telómeros de los

cromosomasmediante la adiciónde secuenciasTTAGGG

TELOMERASATELOMERASA

8/18/2019 0.Enzimas

44/58

TELOMERASA TELOMERASA 

Ciclo celular normal y el de lasCiclo celular normal y el de las

8/18/2019 0.Enzimas

45/58

ccéélulas tumoraleslulas tumorales

RibozimasRibozimas

8/18/2019 0.Enzimas

46/58

RibozimasRibozimas

Rib iRib zi

8/18/2019 0.Enzimas

47/58

RibozimasRibozimas

 Abzimas Abzimas

8/18/2019 0.Enzimas

48/58

Granzima BGranzima B

8/18/2019 0.Enzimas

49/58

Granzima B y perforina,

sonproteínas liberadas por 

células efectoras (LT

citotoxicos), pueden inducir 

apoptosis en células blanco

formando poros transmembranay el clivaje deefectores de

caspasas, tal como caspasa-3,

aunque la apoptosis puede

lograrse independiente degranzima B. DNAasa

dependiente de caspasa (CAD),

es activada por clivaje del

inhibidor asociado (ICAD) por 

caspasa 3. CAD interactúa con

diversos componentes como

topoisomerase II (Topo II),

condensa la cromatina, conduce

a fragmentación y finalmenteapoptosis

8/18/2019 0.Enzimas

50/58

8/18/2019 0.Enzimas

51/58

8/18/2019 0.Enzimas

52/58

8/18/2019 0.Enzimas

53/58

 APLICACIONES DE LAS ENZIMAS APLICACIONES DE LAS ENZIMAS

EN LA MEDICINA EN LA MEDICINA 

GeneralidadesGeneralidades

8/18/2019 0.Enzimas

54/58

Por su alta especificidad y eficacia catalPor su alta especificidad y eficacia catal í ítica sontica sonmuy apreciadas para su aplicacimuy apreciadas para su aplicacióón comon como

agentes terapagentes terapééuticosuticos. As. As í í mismo tienenmismo tienen valor valordiagndiagnóóstico y/o pronstico y/o pronóóstico,stico, y como y comoreactivos de laboratorioreactivos de laboratorio

Pare ello requieren:Pare ello requieren:

un alto grado de pureza, alta estabilidad a lasun alto grado de pureza, alta estabilidad a las

condiciones de temperatura y pH fisiolcondiciones de temperatura y pH fisiolóógicosgicos

Baja antigenicidad y accesibilidad al sitioBaja antigenicidad y accesibilidad al sitio

corporal de destinocorporal de destino

 APLICACIONES TERAPEUTICAS APLICACIONES TERAPEUTICAS

CONVENCIONALESCONVENCIONALES

8/18/2019 0.Enzimas

55/58

CONVENCIONALESCONVENCIONALES

ENZIMA ENZIMA  ORIGENORIGEN FUNCIONFUNCION PancreatinaPancreatina ppááncreas bovinoncreas bovino ayudaayuda--digestivodigestivo

PepsinaPepsina mucosa estomacal porcinamucosa estomacal porcina ayudaayuda--digestivodigestivo

 Amilasa Amilasa   Aspergillus  Aspergillus spsp ayudaayuda--digestivodigestivo

PapainaPapaina   Carica Carica  papaya  papaya  ayudaayuda--digestivodigestivo CelulasaCelulasa   Aspergillus  Aspergillus spsp ayudaayuda--digestivodigestivo

LipasaLipasa ppááncreas porcinoncreas porcino ayudaayuda--digestivodigestivo

BromelinaBromelina   Ananas  Ananas  comosus comosus  ( ( pipiñña)a) antiinflamatorio

PeptidasaPeptidasa   Serratia Serratia spsp.. antiinflamatorio DextranasaDextranasa   Penicillium Penicillium  funicolosum   funicolosum  tratamiento de cariestratamiento de caries

EstreptoquinasaEstreptoquinasa   Streptococcus Streptococcus spsp.. agenteagente tromboltrombol í íticotico

UroquinasaUroquinasa orinaorina agenteagente tromboltrombol í íticotico

ColagenasaColagenasa   Clostridium Clostridium  hystolyticum hystolyticum  tratamientotratamientoquemaduras cutquemaduras cutááneasneas

LisozimaLisozima clara de huevoclara de huevo oftalmolog oftalmolog  í ía:a:

potenciadorpotenciador dede

antibiantibióóticosticos

 Actuales Actuales

8/18/2019 0.Enzimas

56/58

Tratamiento de deficiencias metabTratamiento de deficiencias metabóólicas conglicas congéénitasnitas::catalasa,catalasa,

para el tratamiento depara el tratamiento de acatalasemiaacatalasemia; fenilalanina; fenilalanina hidroxilasahidroxilasa yyfenilalanina amoniaco liasa (Fenilcetonuria), Galactosa, 1fenilalanina amoniaco liasa (Fenilcetonuria), Galactosa, 1-- PP uridiluridiltransferasa (Galactosemia)transferasa (Galactosemia)

EliminaciEliminacióón de metabolitos tn de metabolitos tóóxicos por malfuncionamiento dexicos por malfuncionamiento deóórganosrganos: ureasa y: ureasa y uricasauricasa en caso de mal funcionamiento renal (paraen caso de mal funcionamiento renal (paraeliminar urea yeliminar urea y áácidocido úúrico); UDPrico); UDP glucoronilglucoronil transferasa y bilirrubinatransferasa y bilirrubinaoxidasa (eliminacioxidasa (eliminacióón de bilirrubina) en casos de ictericia; anhidrasan de bilirrubina) en casos de ictericia; anhidrasacarbcarbóónica y catalasa en intercambio gaseoso de O2 y CO2 ennica y catalasa en intercambio gaseoso de O2 y CO2 enrespiradores artificialesrespiradores artificiales

EliminaciEliminacióón selectiva de nutrientes especn selectiva de nutrientes especííficos de cficos de céélulaslulas

malignasmalignas:: asparaginasaasparaginasa y glutaminasa en la eliminaciy glutaminasa en la eliminacióón de Ln de L--asparaginaasparagina y Ly L--glutamina en el tratamiento de leucemia;glutamina en el tratamiento de leucemia;carboxipeptidasacarboxipeptidasa; fenilalanina y tirosina en el control del crecimiento; fenilalanina y tirosina en el control del crecimientode tumores.de tumores.

 ALGUNAS ENZIMAS CON VALOR ALGUNAS ENZIMAS CON VALOR

8/18/2019 0.Enzimas

57/58

DIAGNOSTICO COMPROBADODIAGNOSTICO COMPROBADO

NOMBRE ALTERADO EN• Lactato deshidrogenasa (LDH) Isquemia miocárdica, anemia perniciosa• Glutamato deshidrogenasa (GLDH) Ictericia obstructiva, Tumores

hepáticos•   ϒ-Glutamiltransferasa (  GT) Cirrosis alcohólica, tumores hepáticos• Aspartato aminotransferasa (AST) Enfermedades hepáticas, isquemia miocardica

Glutamato oxalacetato transaminasa (GOT)

• Alanina aminotransferasa (ALT) Enfermedades hepáticas, isquemia miocardicaGlutamato piruvato transaminasa (GPT)• Creatin quinasa (CPK) Isquemia miocárdica, lesiones del Músculo

esquelético

• Lipasa Pancreatitis aguda

• Colinesterasa (CHE) Hígado graso, intoxicación alcohólica aguda• Fosfatasa alcalina (AP) Ictericia obstructiva, tumores• Fosfatasa ácida (ACP) Carcinoma de próstata•   α-Amilasa Pancreatitis aguda

• Fructosa, 1,6 bifosfato aldolasa (  ALD)  Trastornos musculares• Glutamato descarboxilasa (GAD)  Trastornos de pancreas endocrino

INFARTO AL MIOCARDIO

LDH

HEPATITISS

ALT(GPT)

8/18/2019 0.Enzimas

58/58

LDH

 AST(GOT)

CK 

 ALT(GPT)

 AST (GOT)

γ GT