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Enzimas: Función, caracteristicas, regulación
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11/03/2015
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Caractersticas generalesCaractersticas generales
Cintica qumicaCintica qumica
NomenclaturaNomenclatura
Centro activoCentro activo
CofactoresCofactores
Factores que modifican la actividad enzimticaFactores que modifican la actividad enzimtica
Cintica enzimticaCintica enzimtica
Inhibidores enzimticosInhibidores enzimticos
Las enzimas sricas en el diagnostico clnicoLas enzimas sricas en el diagnostico clnico
1
ESTRUCTURA DE LA TRIOSAFOSFATO ISOMERASA ESTRUCTURA DE LA TRIOSAFOSFATO ISOMERASA
eficiente enzima involucrada en la va eficiente enzima involucrada en la va glucolticaglucoltica. .
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La buena salud exige no slo que se produzcan reacciones qumicas sino que
sucedan a
velocidades adecuadascompatibles con la vida.
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SON CATALIZADORES BIOLGICOS=> Las enzimas aceleran
la velocidad de la reaccin qumica
en presencia de ENZIMAS ocurren a velocidades compatibles con la vida
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Estructura qumica:
la mayora son protenas
una minora son molculas de ARN
Una enzima puede estar formada por:
- una sola cadena polipeptdica,
- por varias subunidades
- o formar parte de un complejo multienzimtico
Son indispensables para la vida
Son eficaces catalizadores
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Velocidad de reaccin: aumenta o disminuye?aumenta o disminuye?
Energa de activacin aumenta o disminuye?aumenta o disminuye?
Cambio neto de energa se modifica o no se modifica?se modifica o no se modifica?
Modifican el equilibrio de la reaccin s o no?s o no?
Forman parte de los productos finales s o no?s o no?
Son reutilizables s o no?s o no?
2) qu caractersticas de las enzimas permiten 2) qu caractersticas de las enzimas permiten afirmar que son CATALIZADORES BIOLGICOS? afirmar que son CATALIZADORES BIOLGICOS?
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Velocidad de una reaccin qumica se puedeVelocidad de una reaccin qumica se puede
medir como:medir como:
a)a) Velocidad de formacin de sus productosVelocidad de formacin de sus productos
b)b) Velocidad de consumo de sus reactivosVelocidad de consumo de sus reactivos
Nmero de orden
Vr = k nReactantes
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velocidad de reaccin = constante x velocidad de reaccin = constante x [[reactivosreactivos]]nn
donde donde n es el orden de la reaccin es el orden de la reaccin
Si n = 0 Si n = 0 ------ reaccin independiente de la reaccin independiente de la concentracin de Rvosconcentracin de Rvos
Si n = 1 Si n = 1 ------ reaccin de primer orden: reaccin de primer orden:
VVrr = k. [A]= k. [A]
Si n = 2 Si n = 2 ------ reaccin de segundo orden: reaccin de segundo orden:
VVrr = k. [A] [B] = k [A]= k. [A] [B] = k [A]22
Vr = k nReactantes
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En una reaccin de primer orden En una reaccin de primer orden
y en el estado de equilibrio qumico y en el estado de equilibrio qumico
las velocidades de reacciones directa e inversa las velocidades de reacciones directa e inversa
son exactamente iguales son exactamente iguales
kk11 [A] = k [A] = k --11 [B][B]
A B
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las velocidades de reacciones directa e inversa las velocidades de reacciones directa e inversa son exactamente iguales son exactamente iguales
kk11 [A] = k [A] = k --11 [B][B]10
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Es el valor mnimo de energa de colisin
necesaria para que ocurra la reaccin
Concentracin de los reactivosConcentracin de los reactivos
Temperatura de reaccinTemperatura de reaccin
Concentracin y/o rea de superficie del catalizador Concentracin y/o rea de superficie del catalizador 11
Producto = COProducto = CO22 + H+ H22OO
Estado Estado activadoactivado
Ea
sustratosustrato
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3) Marque en el grfico:
a) curva correspondiente a la reaccin en presencia y en ausencia de catalizador,
b) energa de activacin de ambas reacciones,
c) variacin de la energa libre en cada caso
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Las enzimas no forman parte de los productos finales ni se desgastan en el proceso: SON REUTILIZABLES 14
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Alta especificidad Alta especificidad
Elevado poder catalticoElevado poder cataltico
Alta eficienciaAlta eficiencia
No No sufren modificaciones qumicas durante sufren modificaciones qumicas durante la catlisisla catlisis
... Adems de las caractersticas ... Adems de las caractersticas discutidas, hay otras que discutidas, hay otras que aumentan aumentan su valor como catalizadoressu valor como catalizadores::
4) Discuta estas caractersticas15
Nomenclatura histrica
Sistematizacin de la nomenclatura(International enzime comission)
Clasificacin: Oxidorreductasas Transferasas Hidrolasas Liasas Isomerasas Ligasas
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7 residuos del centro cataltico del sitio activo
de la enzima fructosa 2,6 bifosfatasa
Slo algunos de los resduos aminoacdicos
actan como grupos catalticos
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EnzimaEnzima
CENTRO ACTIVO
GRUPOS
CATALTICOS
CENTRO CATALTICO
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el sustrato debe tener una forma adecuada para introducirse e interaccionar con el centro activo
5) Establezca las diferencias entre los modelos de llave-cerradura y acoplamiento inducido postulados para la interaccin enzima-sustrato
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SIMPLES: CONJUGADAS:
Estructura proteica
Estructura proteica+
cofactor
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INORGNICOINORGNICO Levemente unido
In metlico
Firmemente unido( metaloprotenas)
COSUSTRATOORGNICO ORGNICO (Levemente unido,
unin no covalente)Coenzima
GRUPO PROSTTICO
Firmemente unido(Unin covalente)
(protena inactiva)
(activa)
+
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Piruvato carboxilasa
Ejemplo de enzima conjugada
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Algunas vitaminas funcionan como coenzimas y son indispensables para la actividad
de algunas enzimas
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Temperatura
pH (ionizacin)
Concentracin de sustrato
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6) Si una enzima tiene pH ptimo = 7 y T ptima = 37 C, marque en el grfico la actividad que esperara encontrar para esta enzima a:
- pH = 2- pH = 9- T = 10C - T = 80C
Defina pH y T ptimos. A qu se deben las variaciones observadas en la actividad enzimtica.
actividad actividad enzimticaenzimtica
(%)(%)
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A BC
act
ivid
ad e
nzim
tica
7) Grafique la curva de actividad enzimtica en funcin de la concentracin de sustrato que describa la situacin expuesta abajo. A qu se debe el perfil obtenido.
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Teora general acerca de accin y cintica enzimticaTeora general acerca de accin y cintica enzimtica
L. L. MichaelisMichaelis y M. L. y M. L. MentenMenten (1913)(1913)
Leonor Michaelis Maud Menten31
Teora general acerca de accin y cintica enzimticaTeora general acerca de accin y cintica enzimtica
L. L. MichaelisMichaelis y M. L. y M. L. MentenMenten (1913)(1913)
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Ecuacin de velocidad para las reacciones catalizadas Ecuacin de velocidad para las reacciones catalizadas por enzimas que actan slo sobre un sustratopor enzimas que actan slo sobre un sustrato
hiprbola
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Proteasa del virus del SIDA y
el inhibidor ritonavir 34
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IRREVERSIBLES: - el I se une a la E en forma covalente
- provoca un cambio permanente en su molcula
- prdida definitiva de la actividad
REVERSIBLES:
- Competitiva:
I y S tienen estructura similar
Compiten por el sitio activo
Se desplaza por aumento de [S] - No competitiva:
I puede unirse a E libre o al Complejo E-S
Interfiere la accin de ambos
No se desplaza por aumento de [S] 35
No puede ser tratada por Michaelis - Menten 36
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reversible
por aumento de la [S]
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8) Grafique la curva de Vr en presencia de un INHIBIDOR COMPETITIVO
y explique cmo y por qu se modifican Km y Vmax.
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8) Grafique la curva de Vr en presencia de un INHIBIDOR NO COMPETITIVO
y explique cmo y por qu se modifican Km y Vmax.
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Mltiples procesos metablicos celulares
relacionados entre s
estn controlados en forma precisa
MECANISMOS DE CONTROLESTRICTOS Y ADECUADOS
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REGULACIN A CORTO PLAZO: se modifica la actividad REGULACIN A CORTO PLAZO: se modifica la actividad enzimticaenzimtica
11.. Regulacin alostricaRegulacin alostrica
2.2. Inhibicin por producto finalInhibicin por producto final
3.3. Regulacin por modificacin covalenteRegulacin por modificacin covalente
4. Regulacin por zimgenos4. Regulacin por zimgenos
REGULACIN A LARGO PLAZO: se modifica la cantidad de REGULACIN A LARGO PLAZO: se modifica la cantidad de molculas enzimticasmolculas enzimticas
5.5. Regulacin genticaRegulacin gentica43
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MODULADORES:
- Positivos- Negativos
NO SON MODIFICADOS DURANTE LA REACCIN
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Cambios en la conformacin de la
enzima
Cambios en la afinidad de la enzima por el S
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11 Inhibidores y activadoresalostricos
s
0 2 4 6 8 10 12
Y
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
(+ Inhibidor)
(+ Activador)
(sin efectores)
Act
ivid
ad e
nzi
mtica
Concentracin de S
Sin efectores
Con modulador (+)
Con modulador (-)
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Producto de la Producto de la vava
--
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algn AMINOCIDO de la enzima
Unin covalente a algn grupo qumico
ACTIVACIN O INACTIVACIN DE LA ENZIMA
grupo qumico ms frecuente:
grupo fosfato (P)grupo fosfato (P)
aa enzimticosintervientes: Ser y TrhSer y Trh
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Algunas enzimas se activan al unirse al grupo PO4-3 y se inactivan si lo pierden:
Enzima A + Enzima A + Enzima Enzima A A ~~ PP
(inactiva) (inactiva) (Activa(Activa))
Otras se activan al perder el grupo PO4-3 y se inactivan al ganarlo:
Enzima B ~ P Enzima B ~ P Enzima B +Enzima B +
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(inactiva)(inactiva) (activa)(activa)50
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Activacin proteoltica del tripsingeno tripsingeno
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inactiva
activa51
ADN ARN Protenas(enzimas)
Un metabolito impide o facilita la transcripcin de una enzima
disminuye la sntesis de la enzima
no se catalizar la reaccin
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Control a nivel Control a nivel del ADN del ADN
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Enzimas presentes en el plasma
ENZIMAS PLASMTICAS FUNCIONALES o ESPECIFICAS
ENZIMAS NOFUNCIONALES
Ej. lipoproteinlipasa, seudocolinesterasa proenzimas de la coagulacin sangunea, etc
Ej. amilasa pancretica, fosfatasa alcalina biliar,fosfatasa cida prosttica, etc
53
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