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17/03/2014 1 ENZIMAS III REGULACION ENZIMATICA La Ecuación de Michaelis Menten se usa para determinar K M y V max La medición de V max y el calculo de K M requiere altas [ S ] de sustrato para alcanzar la saturación. La transformación de la ecuación de Michaelis Menten en una forma lineal evita esta dificultad y permite extrapolar V max y K M desde datos de V o obtenidos a [ S ] menores que la de saturación

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    ENZIMAS III

    REGULACION ENZIMATICA

    La Ecuacin de Michaelis Menten se usa para determinar

    KM y Vmax

    La medicin de Vmax y el calculo de KM requiere altas [ S ] desustrato para alcanzar la saturacin.

    La transformacin de la ecuacin de Michaelis Menten en una

    forma lineal evita esta dificultad y permite extrapolar Vmax y KM desde datos de Vo obtenidos a [ S ] menores que la de

    saturacin

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    Transformacin de la Ecuacin de Michaelis Menten en

    Ecuacin de Lineweaver- Burk

    Se invierte

    Se separan los

    componentes del

    numerador

    Se obtiene la ecuacin de Lineweaver- Burk

    y = a . X + b

    Semejante a la ecuacin de la lnea recta

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    GRAFICANDO LA ECUACION DE LINEWEAVER-BURKAl graficar 1 / Vo en el eje Y en funcin de 1/ [ S ] en el eje X da una lnea recta cuya intercepcin en y = 1 / Vmax y la pendiente se define como KM / Vmax

    De esta forma, a partir de los datos experimentales se puede calcular grficamente, los valores de KM y Vmax de una enzima

    REGULACION DE LAS ENZIMAS

    INHIBIDORES

    ENZIMAS REGULADORAS

    ROTURA PROTEOLITICA

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    Definicin

    Son agentes moleculares que interfieren en la catlisis haciendo ms lenta o deteniendo la reaccin enzimtica

    Los inhibidores pueden ser: iones, tomos, molculas, compuestos que se

    fijan y se unen a la enzima

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    IMPORTANCIA

    El estudio de los inhibidores proporciona

    recursos de investigacin de los mecanismos

    de reaccin enzimtica que han permitido

    definir cada una de las reacciones de las rutas

    metablicas

    Sirven como el mayor mecanismo decontrol en los sistemas biolgicos

    CLASIFICACION DE LOS INHIBIDORES

    Por semejanza estructural con el sustrato original o porque alteran la conformacin espacial de la enzima

    Los inhibidores pueden ser de dos tipos

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    CARACTERSTICASEl inhibidor se parece estructuralmente al sustrato, lo que permite que pueda competir con el sustrato por el sitio activo de la enzima

    Para superar el efecto del inhibidor competitivo se eleva

    la concentracin de sustrato

    Un inhibidor competitivo aumenta la KMUn inhibidor competitivo no tiene efecto sobre la Vmax.

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    INHIBICION COMPETITIVA

    Para la inhibicin competitiva las lneas convergen en el eje Y la Vmax no cambia.

    La interseccin en el eje X la KM se hace mayor en presencia de [ I ] mayores

    INHIBIDORES REVERSIBLES COMPETITIVOS

    Competitiva: El inhibidor compite con el sustrato por situarse en el sitio activo de la enzima.

    Cuando el inhibidor se combina con la enzima forma el complejo E I, afectando negativamente la funcin de la enzima

    La unin del inhibidor es reversible por lo tanto si se agrega ms sustrato se desplaza al Inhibidor y se forma el producto.

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    La accin de un inhibidor competitivo es disminuir el nmero de molculas de enzima libre disponibles para enlazarse con el sustrato formar el complejo E S y finalmente formar

    el producto

    La enzima Succinato Deshidrogenasa es inhibida en forma competitiva por un anlogo de su sustrato EL MALONATO

    Malonato

    INHIBICION ACOMPETITIVA

    CARACTERISTICAS

    El inhibidor se une a un sitio distinto al que se une el sustrato y solamente al complejo E-S formndose el complejo ESI

    La eficiencia para transformar al sustrato se ve reflejada en la disminucin de la velocidad mxima y de la KM

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    INHIBICION ACOMPETITIVALas Las grficas de doble de doble recprocarecproca facilitan la evaluacin de los inhibidoresfacilitan la evaluacin de los inhibidores

    Un inhibidor acompetitivo DISMINUYE LA Vmx y KM

    INHIBICION ACOMPETITIVA

    El inhibidor no se une en el mismo sitio que el sustrato, no afecta la fijacin del sustrato a la enzima formndose el complejo E-S y luego E-S-I.

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    INHIBICION MIXTA

    CARACTERISTICASEl inhibidor mixto tambin se fija a un sitio distinto al del sustrato, pero se fija tanto a la ENZIMA como al complejo E- SY afecta la KM y la Vmx

    REGULACION POR INHIBICIN IRREVERSIBLE

    Son los venenos enzimticos que se unen FUERTEMENTE a la enzima por enlace covalente muy estable

    Los inhibidores irreversibles producen modificaciones qumicas a la enzima.

    Rompen enlaces covalentes esenciales para launin de la enzima con el sustrato y para el mantenimiento de la conformacin funcional

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    INHIBICION IRREVERSIBLELa inhibicin irreversible se diferencia de la reversible en la imposibilidad que presenta la enzima para regenerar su actividad enzimtica.

    Esto se debe a la unin covalente que se crea entre el inhibidor y la enzima.

    Alteran la estructura tridimensional del sitio activo inhabilitndolo.

    No necesariamente se dar esta unin en el sitio activo, con unirse a un aminocido y ste desconfigure el sitio activo sera suficiente.

    EJEMPLOS DE INHIBIDORES IRREVERSIBLES

    Metales pesados: Mercurio y Plomo

    Antibiticos: Penicilina y los beta lantamicos inhibe a la alanil alanina carboxipeptidasa transpeptidasa

    Plaguicidas: rgano fosforados, inhiben a la acetilcolinesterasa

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    IMPORTANCIA

    La actividad de las enzimas reguladoras debe dar respuesta

    a seales para que la velocidad de cada ruta metablica se

    ajuste a los cambios en las necesidades de la clula con

    respecto a la energa, a las molculas requeridas durante el

    crecimiento celular y en la reparacin de lesiones de nuestro

    organismo

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    1-LA COMPARTIMENTALIZACION : Asegura laeficiencia metablica y simplifica la regulacin.ej.: enzimas lisosomales, citoslicas, mitocondriales

    2- El control de una enzima que cataliza unaREACCIN LIMITANTE , regula una vametablica completa. Las enzimas limitantes constituyen blancos para la accin de losfrmacos

    FORMAS DE REGULACION ENZIMATICA

    3.- REGULACION DE LA CANTIDAD DE ENZIMA

    Las enzimas se encuentran en un equilibrio dinmico por lo cual se sintetizan y degradan de manera continua

    A-CONTROL DE LA SNTESIS DE ENZIMA

    Enzimas Constitutivas: Las concentraciones son constantes, ejemplo glucolisis, ciclo de Krebs, etc.

    Enzimas Regulables: Inducibles y RepresorasImplica regulacin a nivel de ADN en genes especficos.La concentracin depende de inductores y represores

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    B- CONTROL DE LA DEGRADACIN DE LA ENZIMA

    LA VIA UBIQUITINA PROTEOSOMA

    Degrada protenas celulares seleccionadas en respuesta a sealesintracelulares y extracelulares especficas

    La ubiquitinizacin es catalizada por enzimas llamadas

    LIGASAS E3 que fijan la ubiquitina a la protena defectuosas oaberrantes a degradar

    ENZIMAS REGULADORASExisten dos clases principales de enzimas

    reguladoras en las rutas metablicas

    ENZIMAS ALOSTERICAS

    ENZIMAS MODULADAS COVALENTEMENTE

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    Experimentan cambios conformacionales en

    respuesta a la unin del modulador

    Funcionan a travs de la unin reversible, no covalente de compuestos reguladores denominados moduladores o efectores alostricos

    El efector o ligando se une a un lugar especfico en la enzima y promueve un cambio conformacional que altera la afinidad de la enzima por su sustrato .

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    Es el sitio de una enzima que al unirse a un modulador, provoca que la enzima sufra un

    cambio conformacional que puede alterar sus

    propiedades catalticas o de unin.

    Catalizan la primera reaccin de la va metablica

    El enlace entre la enzima y los moduladores esDBIL Y REVERSIBLE

    Son MULTIMRICAS U OLIGOMRICAS

    presentan COOPERATIVISMO

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    Las enzimas alostricas en los cuales el sustrato y el modulador son idnticos se denominan HOMOTROPICAS

    Cuando el modulador es otra molcula diferente al sustrato la enzima es HETEROTROPICAS

    LA CINETICA DE UNION A SUSTRATO MOSTRADA POR ENZIMAS

    ALOSTERICAS ES COOPERATIVA Y TIENE FORMA SIGMOIDEA

    La enzima reguladora responde a una cintica que no obedece a la ecuacin de Michaelis-Menten porque no generan una hiprbola, En su lugar, se obtiene una curva sigmoidea.

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    INTERACCIONES ENTRE SUBUNIDADES EN UNA

    ENZIMA ALOSTERICA

    Aspartato transcarbamilasa

    TIPO DE REGULACION ALOSTERICA: RETOINHIBICION O RETROALIMENTACION

    Sitios de inhibicin por la retroalimentacin en una va metablica ramificada

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    RETROINHIBICION HETEROTROPICA

    A- REVERSIBLE: FOSFORILACIN DESFOSFORILACION

    B- IRREVERSIBLE: PROTELISIS PARCIAL

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    REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE REVERSIBLE

    Fosforilacin: fosforilo

    Adenilacin: adenililo

    Uridililacin: uridililo

    Difosforibosilacin

    Difosfato ribosilo

    Metilacin: metilo

    Las enzimas reguladas por modificacin covalente pasan de una forma menos activa a otra ms activa unindose covalentemente a un grupo qumico de pequeo tamao como el Pi o el AMP.

    La regulacin es llevada a cabo por otras ENZIMAS y consiste en la unin covalente de otra enzima que modifica la actividad de la enzima reguladora.

    En las enzimas de las vas degradativas del metabolismo, la forma fosforilada es ms activa participando las CINASAS, mientras que en las vas biosintticas la desfosforilacin es efectuada por las FOSFATASAS .

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    REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE

    Ejm.GLUCOGENOFOSFORILASA

    Es un mecanismo diferente de regulacin enzimtica Es irreversible Solo tiene lugar una vez en la vida de la molcula enzimtica.

    Ejem: Las enzimas digestivasLos factores de la coagulacinsanguneaAlgunas hormonas proteicas

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    Cuando las enzimas se

    sintetizan y secretan

    como precursor

    enzimtico inactivo se

    llaman pro enzimas o

    ZIMOGENO

    Para activarse, necesita de un cambio

    bioqumico en su estructura que le lleve a

    conformar un centro activo donde pueda

    realizar la catlisis

    La sntesis de zimogenos es uno de los

    mecanismos de seguridad conque

    cuenta el organismo para su

    supervivencia.

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    La protelisis selectiva convierta un precursor enzimtico mediante segmentaciones proteolticas en una enzima

    activa

    Para activarse, los zimgenos sufren un ataque hidroltico que origina la liberacin de uno o varios pptidos. El resto

    de la molcula proteica adopta la conformacin y las propiedades de la enzima activa.

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    ISOENZIMASSon enzimas que catalizan la misma reaccin,

    pero fsicamente son diferentes por lo que sus parmetros cinticos, su KM, las propiedades reguladoras y bioqumicas son diferentes as

    como su movilidad electrofortica

    EJEMPLOS de ISOENZIMAS LACTATO DESHIDROGENASA: 5 ISOENZIMAS

    CREATINCINASA: 3 ISOENZIMAS CPK BB

    INFARTO CPK MBCPK MM

    FOSFATASAS: 2 ISOENZIMAS FOSFATASA ALCALINA FOSFATASA ACIDA

    TRANSAMINASAS: 2 ISOENZIMAS ASTALAT

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    PATRONES ELECTROFORETICOS DE LAS ISOENZIMAS DE LA LDH EN SUERO NORMAL Y PATOLOGICO

    LDH-1: La isoenzima H4 abundante en el corazn, un aumento en sangre es indicativo de infarto agudo del miocardioLDH- 5: La isoenzima M4 abundante en hgado y msculoesqueltico , un aumento indica enfermedad heptica

    MUCHAS GRACIAS

    ESTUDIEN MUCHO

    QUE DIOS LOS

    BENDIGA