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RNAm
Código Genético
ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS
Dímero
Trímero
Tetrámero
�TODAS LAS ENZIMAS SON PROTEINAS; excepto las RIBOZIMAS (enzimas que son moléculas de RNA)
El metabolismo se produce por una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente que constituyen las rutas o vías metabólicas.
Ruta o Vía Metabólica
A�B � C� D�E �F � G�P
Ejemplo de Ruta Metabólica: La Vía Glicolítica
Cada paso esta catalizado por una
ENZIMA!
Propiedades Generales de las Enzimas:
� Presentan un sitio activo� Eficiencia catalítica (mayor velocidad de
reacción)� Condiciones de reacción (tº, pH y
presión) compatible con la vida� Especificidad� Constituyentes no proteicos: Grupos
prostéticos� Regulación de su actividad� Localización celular
Sitio ActivoE + S � [ES] � E + P
E E
S
[E-S] P
E
Propiedades Generales de las Enzimas:
� Presentan un sitio activo� Eficiencia catalítica (mayor velocidad de
reacción)� Condiciones de reacción (tº, pH y
presión) compatible con la vida� Especificidad� Grupos prostéticos� Regulación de su actividad� Localización celular
Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción)
N° de recambio= n° de sustratos transformados en productos/molécula enzima/seg.
= 100 a 1000 moléculas
La mayoría de las reacciones catalizadas por enzimas son muy eficientes y transcurren más rápido
1x106 a 1x1014
¿Que es un catalizador? Es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química, sin ser alterada en el proceso
Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción)
Las enzimas son catalizadores porque � Energía de activación de la reacción
Propiedades Generales de las Enzimas:
� Presentan un sitio activo� Eficiencia catalítica (mayor velocidad de
reacción)� Condiciones de reacción (tº, pH y
presión) compatible con la vida� Especificidad� Grupos prostéticos� Regulación de su actividad� Localización celular
Propiedades Generales de las Enzimas:
� Presentan un sitio activo� Eficiencia catalítica (mayor velocidad de
reacción)� Condiciones de reacción (tº, pH y
presión) compatible con la vida� Especificidad� Constituyentes no proteicos:
Cofactores, Coenzimas, Grupos prostéticos
� Regulación de su actividad� Localización celular
Constituyentes No proteicos: Cofactores, Coenzimas y Grupos Prostéticos
� Cofactores: iónes metálicos o coenzimas. Los grupos prostéticos están unidos covalentemente a la enzima.
E E
S
[E-S] P
E
Cofactores:Iones MetálicosIon - Cofactor Enzima
Fe2+ o Fe3+ Citocromo Oxidasa, Catalasa, Peroxidasa,Ferroquelatasa
K+ Piruvato Quinasa
Mn2+ Hexoquinasa, Glucosa-6-Fosfatasa,
Mg2+ Arginasa
Ni2+ Ureasa
Zn2+ Carbónico anhidrasa, Carboxipeptidasa Ay B, Alcohol Deshidrogenasa
Muchas Vitaminas son las precursores de Coenzimas
Ejemplo de Coenzima Grupo que transfiere Precursor dietario
Tiamina Pirofosfato Aldehídos Tiamina (Vitam. B1)
Flavina adenina dinucleótido: FAD
Electrones. Oxidación -Reduccion
Riboflavina (Vit. B2)
Nicotinamida Adenina dinucleótido: NAD+
Transferencia de átomos de hidrogeno. Oxidación - Reduccion
Acido Nicotínico (Niacina, Vit. B )
Coenzima A Acilos Acido Pantoténico
Fosfato de Piridoxal Grupos amino Piridoxina (Vit. B6)
Tetrahidrofolato Un grupo C Acido Fólico
Coenzimas de Cobalamina
Alquilo e Hidrogeno Cobalamina (B12)
Propiedades Generales de las Enzimas:
� Presentan un sitio activo� Eficiencia catalítica (mayor velocidad de
reacción)� Condiciones de reacción (tº, pH y
presión) compatible con la vida� Especificidad� Grupos prostéticos� Regulación de su actividad� Localización celular
Propiedades Generales de las Enzimas:
� Presentan un sitio activo� Eficiencia catalítica (mayor velocidad de
reacción)� Condiciones de reacción (tº, pH y
presión) compatible con la vida� Especificidad� Grupos prostéticos� Regulación de su actividad� Localización celular
Localización Celular� Muchas de las enzimas se encuentran distribuidas en
organelas especificas dentro de las distintas célulasdel organismo.
� Ventaja de la compartamentalización: (1) aíslasustratos y productos, (2) no hay competencia dereacciones
Las enzimas intracelulares
se encuentran localizadas:
• en el citosol y/o
•en las organelas como por
ej. mitocondrias
•Y pueden estar libres o
asociadas a membranas.o Citosol
� Citosólicas: LDH (láctico deshidrogenasa) yALAT (alanina amino transferasa).
� Mitocondriales: GLDH (glutamato deshidrogenasa).
� Mitocondriales y citosólicas:ASAT (aspartato amino transferasa) yMDH (malato deshidrogenasa).
Enzimas intracelulares más frecuentemente analizadas
ISOENZIMAS� Las isoenzimas son proteínas que difieren en
la secuencia de aminoácidos pero que catalizan la misma reacción, estando presentes en la misma especie.
� Estas enzimas pueden poseer diferentes:Propiedades físicas y químicas determinadas genéticamente (punto isoeléctrico, especificidad de sustrato y cofactores ≠≠≠≠, etc),Mostrar diferentes parámetros cinéticos o Propiedades de regulación diferentes.
Nomenclatura de las enzimas
� Las enzimas se denominan por el agregado del sufijo –asa al nombre del sustrato o a la reacción que cataliza
Ejemplos de Enzimas:� deshidrogenasas� oxidasas� aminotransferasas o transaminasas� fosfatasas � peptidasas� fosfoglucomutasas � racemasas o epimerasas � ligasas o sintetasas
ENZIMAS DE IMPORTANCIA CLÍNICA
� Las enzimas son empleadas en los laboratorios clínicos y en las investigaciones biomédicas como reactivos biológicos para la determinación de analitos y la medición de sus niveles de actividad en el suero u otras muestras biológicas constituyen herramientas eficaces en el diagnóstico y pronóstico de una enfermedad
Las enzimas para ser herramientas eficaces en el diagnóstico y pronóstico de
una enfermedad debe cumplir:
Que la distribución tisular de la enzima esterelacionada con el órgano dañado en unaenfermedad: se necesita saber la distribucióntisular de la enzima para establecer una correlaciónclínica ante el aumento de una determinadaenzima en plasma.Localización Intracelular: El conocimiento deello permite entender el tipo y grado de daño queha sufrido una célula.Tiempo de vida media de la enzima estudiada:El conocimiento de este parámetro nos permiteinterpretar los tiempos de desaparición de lasactividades enzimáticas aumentadas.
Enzimas
Especificas
del Plasma
Ejemplos: seudocolinesterasa, ceruloplasmina, lipoproteinlipasa,
así como las enzimas queintervienen en la coagulación
Enzimas del Plasma
Enzimas No Especificasdel Plasma
Enzimas de Secreción
Enzimas del Metabolismo Intermedio o
Celulares
CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS QUE APARECEN EN EL PLASMA SEGÚN SU ORIGEN
GRUPO EJEMPLO
Específicas del plasma
Protrombina, plasminógeno, ceruloplasmina, lipoproteínlipasa, pseudocolinesterasa
No específicas del plasma
De secreción
amilasa pancreática, amilasa salival,
fosfatasa prostática, pepsinógeno
Celulares
LDH, MDH, glicerol-3-fosfato deshidrogenasa, GOT, GPT, glucosa-6-
fosfatasa
Enzimas específicas del plasma
Son componentes funcionales de la sangre. Están por lo común allí y en un nivel de actividad superior al de los tejidos, siendo mantenido su nivel constante por secreción activa de uno o más órganos. A este grupo pertenecen la seudocolinesterasa, ceruloplasmina, lipoproteinlipasa y las enzimas que intervienen en la coagulación sanguínea. La actividad de estas enzimas tiene interés clínico en le evaluación tanto de la función propia de la enzima en el estudio como de la función del tejido que la sintetiza.
Cascada de coagulación sanguínea
Las enzimas no específicasdel plasma
No desempeñan función biológica en el plasmaNo son constituyentes funcionales plasmáticos y sólo se aprecia una muy pequeña actividad en condiciones normales, debido a la renovación celular natural o pequeños traumatismos espontáneos
Su presencia en plasma en niveles más altos de lo normal sugiere un � en la velocidad de destrucción de la celula o � en el recambio celular y tisular. La determinación de estos niveles de enzimas plasmáticas puede proveer información valiosa para diagnóstico y pronóstico
Ejercen su actividad fuera de las células que las originaron, por ejemplo se producen en glándulas exocrinas, como páncreas (enzimas o fermentos digestivos), próstata, mucosa gástrica y hueso.
En condiciones fisiológicas: durante el embarazo o en niños en crecimiento donde hay �de actividad de FAL por osteoblastos.
En adenocarcinoma y osteosarcoma se observa un aumento importante de la actividad plasmática de las fosfatasas ácida y alcalina.
Las enzimas no específicas del plasma: (1) Enzimas de Secreción
Son las que se ubican en los distintos tipos de células y cuya salida se produce cuando una causa determinada altera o daña la estructura de la célula.
La concentración en los tejidos de estas enzimas es miles de veces más alta que en el plasma.
Un daño puede conducir a un aumento en la permeabilidad de la membrana plasmática con su consecuente liberación a la circulación general.
Las enzimas no específicas del plasma: (2) Enzimas Celulares del
Metabolismo Intermedio
Ejemplos:
aspartato amino transferasa (AST) o glutámico-oxalacético transaminasa (GOT),
alanina amino transferasa (ALT) o glutámico pirúvico transaminasa (GPT),
lactato deshidrogenasa (LDH),
creatín quinasa (CK),
αααα-amilasa,
γγγγ-glutamiltranspeptidasa (γγγγ -GT),
5´nucleotidasa y aldolasa (ALS).
ENZIMAS CELULARES DEL METABOLISMO INTERMEDIO: MECANISMOS DE
LIBERACIÓN AL PLASMA SANGUINEO
HipoxiaPresencia de microorganismos (bacterias, parásitos y virus)Agentes químicos, físicos y farmacológicos.Mecanismos inmunitarios.Trastornos nutricionales.
Es una causa extremadamente importante y frecuente delesión y muerte celular, afectando a la respiración oxidativaaerobia.
Según la gravedad de la hipoxia, las células pueden adaptarse, sufrir lesiones
o morir.
Causas
Isquemia (falta de riego sanguíneo).
Insuficiencia cardiorrespiratoria (inadecuadaoxigenación de la sangre).
Anemia o intoxicación por CO (incapacidad de lasangre de transportar adecuadamente el oxígeno).
Hipoxia
Agentes microbiológicos, químicos, físicos y farmacológicos
Infección por microorganismos tales como bacterias, virus,hongos, así como también con parásitos. Hay ataque directode ellos sobre las membranas celulares promoverá también lasalida de enzimas intracelulares a la circulación sanguínea.
La contaminación ambiental es fuente de agentes químicosque dañan las células, tal como los metales pesados, etc.
Otra fuente importante de agentes químicos es el alcohol yel tabaco. En el alcoholismo se observa la inducción enzimáticade γGT (γ- Glutamil Transferasa), con aumento de sus nivelesséricos.
Los fármacos pueden producir: liberación de enzimas desdemembranas (imipramina), inducción o represión de la síntesisenzimática y modificaciones del flujo biliar (fenobarbital).
En deficiencias vitamínicas y/o minerales. También se observa en la
malnutrición proteico-calórica.
Un ejemplo es la deficiencia de hierro, que al producir anemia
genera hipoxia, dañando consecuentemente los tejidos.
Mecanismos Inmunitarios
Trastornos Nutricionales
Los mecanismos
que pueden
generar daño
tisular son:
Anafilaxis (reacción alérgica grave).
Formación de complejos inmunes en
exceso (puede ocurrir por la presencia
de gran cantidad de antígeno en el
organismo).
Citotoxicidad (el sistema inmune es
capaz de eliminar células infectadas).
I- FACTORES QUE DETERMINAN LA CONCENTRACION Y ACTIVIDAD DE LA ENZIMA EN EL PLASMA:
� Depende de la localización intracelular de las enzimas
� Depende del grado del daño al órgano o tejido
� Depende del proceso de clarificación o depuración de las enzimas que llegan al torrente circulatorio
II-FACTORES QUE DETERMINAN LA CONCENTRACION Y ACTIVIDAD ENZIMATICA EN SUERO
� Depende de la localización intracelular de las enzimas:
Enzimas citosolicas�daño de membranaEnzimas mitocondriales � mayor daño y necrosis
celular
� Depende de las características del órgano o tejido dañado
Hígado órgano muy vascularizado, � con capilares muy permeables, � pasa rápido a suero
Músculo esquelético � capilares menos permeables, pasa a linfa
III- FACTORES QUE DETERMINAN LA CONCENTRACION Y ACTIVIDAD ENZIMATICA
EN SUERO� Clarificación o depuración de las enzimas
volcadas al plasma por daño celular a- Eliminación renal: se cumple para aquellas de bajo peso
molecular. Ej: amilasa y algunas fosfatasasb- Inactivación sérica: existen inactivadores o inhibidores para
varias enzimas: Ej: tripsina, quimiotripsina. Luego son eliminadas rápidamente, con la participación del sistema retículo endotelial en un proceso de endocitosis mediado por macrófagos.
c- Para algunas enzimas existe recaptación por parte de los tejidos convalecientes, al restablecerse anatómica y fisiológicamente. Esta pequeñísima parte de las enzimas previamente liberadas sería utilizada, no para su función primitiva, sino como integrante de un “pool” (reservorio) de aminoácidos.
Vida media de las enzimas no específicas del plasma
ENZIMAS FRECUENTEMENTE ANALIZADAS:
� Transaminasas hepáticas (ALT o GPT y AST o GOT)
� alfa−Amilasa� Creatín fosfoquinasa (CPK)� Fosfatasa ácida (AcP)� Fosfatasa alcalina (ALP)� Gama glutamil transpeptidasa (GGT)� Láctico deshidrogenasa (LDH)� 5’-nucleotidasa (NTP)
ENZIMOLOGÍA DE LAS ENFERMEDADES DEL CORAZÓN, HÍGADO Y PÁNCREAS
� Corazón: IAM� Hígado: Infección VHA� Páncreas: Pancreatitis Aguda
Pancreatitis Aguda 1°: la biliar, por obstrucción del colédoco por cálculos biliares. Y la Pancreatitis Aguda 2°: se debe principalmente al abuso del consumo del alcohol.
Corazón: IAM
o GOT
Lactato deshidrogenasa (LDH)LDH es una enzima tetramérica, formada por la combinación de dos tipos de cadenas diferentes: H y M. La combinación de ellas da lugar a 5 isoenzimas diferentes. Las isoenzimas
LDH1 y LDH2 están presentes en miocardio.
Lactato deshidrogenasa (LDH)
LDH es una enzima tetramérica, formada por la combinación de dos tipos de cadenas diferentes: H y M. La combinación de ellas da lugar a 5 isoenzimas diferentes. Las isoenzimas
LDH1 y LDH2 están presentes en miocardio.
Condiciones
normales:
Niveles bajos de LDH en plasma.
Concentraciones plasmáticas de LDH1 < LDH2.
Infarto de
miocardio:
Primeramente, la concentración plasmática
de LDH1 aumenta, llegando incluso a superar
la de LDH2 (es decir se invierte la relación).
Posteriormente, los valores de LDH total
aumentan por encima de su valor normal en
plasma. Retornan a la normalidad luego de 8-
14 días.
Creatina Fosfoquinasa (CK)
La CK es un diméro, formada por monómeros que puedenser de dos tipos: M y B.
La CK presenta 3 isoenzimas:CK-MM, de localización muscular.CK-MB, de localización cardíaca.CK-BB, de localización cerebral.
Creatina Fosfoquinasa (CK)
En un infarto de miocardio, la actividad de CK aumenta en plasma,
debido a un incremento de la concentración de CK-MB en el mismo.
El incremento comienza entre las 6-8hs post-infarto, y los niveles se
normalizan luego de 3-4 días.
Aspartato-amino transferasa(GOT)
En un infarto agudo de miocardio (IAM), los valores elevados de GOT pueden persistir hasta 5 días y puede ser útil cuando no se conoce el tiempo de instalación de los síntomas o cuando el paciente fue ingresado tardíamente. Los aumentos de GOT son de 4-5 veces los valores normales. Si los aumentos son de 10-15 veces, se asocian con IAM de peor pronóstico.
El hígado contiene una gran cantidad de enzimas, las de mayor interés clínico son :
�Transaminasas (GOT y GPT)
�Fosfatasa alcalina (FAL)
�Gama-glutamiltransferasa (γGT)
La elevación de las enzimas hepáticas en plasma puede reflejar daño hepático o
alteración del flujo biliar.
Hígado: Infección VHA
Hígado: Infección VHAGOT
GPT
Enzimas plasmáticas usadas como marcadores de inflamación: Transaminasas (GOT y GPT)
Las transaminasas son enzimas que participan en elmetabolismo de los aminoácidos. Estas enzimas noson específicas del hígado, encontrándose también enmúsculo, corazón, páncreas y cerebro.
Todas aquellas enfermedades hepáticas que cursan con necrosis
celular dan lugar a hipertransaminemia.
Lesiones agudas
Lesiones crónicas
������������Transaminemia (500-
1000 UI/ml)
����Transaminemia
La FAL sérica tiene varios orígenes, aunque las fuentes más importantes son: hígado, huesos e intestino
La colestasis aumenta la síntesis y liberación de FAL. Su vida media en la
circulación es de aproximadamente una semana.
����FAL de origen
hepático
Es típico de obstrucción biliar intra o
extrahepática, entre otros procesos.
Enzimas plasmáticas usadas como marcadores de colestasis: FAL y GGT
Gamaglutamil-transferasa (γGT)
Participa del metabolismo de las proteínas. No es específica delhígado, siendo el riñón el órgano más rico en esta enzima.
������������ γGTSe observan en procesos obstructivos o neoplásicos
Pancreatitis Aguda
1º 2º
Enzimas relacionadas con daño pancreático:
� αααα-Amilasa � Lipasa
� Tripsinógeno
No existe una relación directa entre la duración y la magnitud de los aumentos de
actividad enzimática en plasma con la gravedad y el pronóstico de la pancreatitis.
αααα- Amilasa
Además del páncreas, esta enzima puede aumentar enplasma por procesos inflamatorios (parotiditis)originados en otros órganos (glándula parótida).
Determinación de la fracción P3 de la amilasa, isoenzima de origen exclusivamente pancreático. El aumento de esta enzima se ha observado en forma casi constante en las pancreatitis agudas.
La amilasa también puede aparecer en orina. Su determinación contribuye al diagnóstico y
seguimiento de la evolución de una pancreatitis.
LipasaEs la segunda determinación más frecuente para el diagnóstico de la pancreatitis aguda.
Es más específica que la amilasa.
Un aumento de lipasa plasmática solo puede deberse a afecciones del
páncreas.
Enzimuria
� Destrucción celular renal.
� Rechazo a transplante renal.
� Marcadores de evolución de enfermedad renal.
Se define como enzimuria la presencia de enzimas en orina.
Las enzimas presentes en orina pueden tener diferentes
orígenes. Pueden ser usados como marcadores de:
�Alguna Pregunta?
Nº Clase Tipo de reacción catalizada
1 Oxidorreductasas Reacciones de oxidorreducción
2 Transferasas Transferencia de Grupos funcionales
3 Hidrolasas Reacciones de hidrólisis
4 Liasas Eliminación de grupos para formar dobles enlaces
5 Isomerasas Isomerización
6 Ligasas Formación de enlaces, acoplado con hidrólisis de ATP
