ENZIMAS
Enzimas

•   Encimas. Concepto de biocatalizador.
•    Estrutura e propiedades dos encimas. Características dos encimas
    como catalizadores.
•   Especificidade encimática. Reacción catalizada por un encima.
    Concepto de coencima e cofactor.
•   Clasificación das encimas.
•   Cinética encimática: curva de actividade encimática (conceptos de
    Vmax e KM).
•   Inhibición e activación encimática.
•   Regulación da actividade encimática: alosterismo.
•   Concepto de vitamina. Función das vitaminas como coencimas.
    Función bioquímica do NAD(P)H, FADH2 e CoA.
E
S   → [ ES   →E+P
             [
Esquema de una reacción enzimática




                           Complejo
                        enzima-sustrato
                             (ES)




Enzima (E)                                 Enzima (E)
               Sustratos (S)
                                                        Productos (P)
Mecanismo de actuación
   enzimática:

1) Se forma un complejo: enzima-
    substrato o substratos.
                                      productos
2) Se une la coenzima a este                                      sustrato
    complejo.

3) Los restos de los aminoácidos
    que configuran el centro
    activo catalizan el proceso.
    Para ello debilitan los enlaces
    necesarios para que la                               Enzima
    reacción química se lleve a
    cabo a baja temperatura y no      Enzima inactiva
    se necesite una elevada
    energía de activación.                        Centro activo

4) Los productos de la reacción
    se separan del centro activo y
    la enzima se recupera intacta
    para nuevas catálisis.
                                                      Coenzima
5) Las coenzimas colaboran en
    el proceso; bien aportando
    energía (ATP), electrones
    (NADH/NADPH) o en otras
    funciones relacionadas con la
    catálisis enzimática
Especificidad enzimática



MODELO DE LLAVE-CERRADURA              MODELO DE ACOPLAMIENTO INDUCIDO

                     Sustrato                                Sustrato


                      Enzima
                                                              Enzima




                            Complejo
                         enzima- sustrato
Las enzimas actúan como un catalizador:
                                                                                 Energía de activación
♦ Disminuyen la energía de activación.                                           sin la enzima

♦ No cambian el signo ni la cuantía de la
  variación de energía libre.                                                        Energía de activación
                                                                                     con la enzima
♦ No modifican el equilibrio de la reacción.             Energía de
                                                         los reactivos
                                               Energía
♦ Aceleran la llegada del equilibrio.                                                            Variación
                                                                                                 de la
♦Al finalizar la reacción quedan libres y                                                        energía
 pueden reutilizarse.
                                                                         Energía de
                                                                         los productos
                                                               Progreso de la reacción
INHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA



 Sustrato




                       Inhibidor
                                                        Los sustratos no
                                                        pueden unirse al
                                                          centro activo



Enzima



                                      Inhibidor unido
     Sustrato                           a la enzima
ENZIMAS –
        INHIBICIÓN
        ENZIMÁTICA



                  INHIBIDORES


    REVERSIBLES                  IRREVERSIBLEIS


COMPETITIVOS   NO COMPETITIVOS
ENZIMAS –
 INHIBICIÓN
COMPETITIVA
ENZIMAS –
  INHIBICIÓN
NO-COMPETITIVA
Inhibición competitiva

                             sustrato

                                                                       inhibidor




             Enzima
                                                         Enzima



             Sin inhibidor
                                                       con inhibidor




Los inhibidores competitivos son sustancias, muchas veces similares químicamente a los
sustratos, que se unen al centro activo impidiendo con ello que se una el sustrato. El
proceso es reversible y depende de la cantidad de sustrato y de inhibidor, pues ambos
compiten por la enzima.
Inhibición no competitiva
                                     sustrato




                                                                  No se produce la
                                                                  catálisis




              Enzima                                        Enzima



            Sin inhibidor                                          Con inhibidor



                                                inhibidor



Los inhibidores no competitivos son sustancias que se unen a la enzima en lugares
diferentes al centro activo alterando la conformación de la molécula de tal manera que,
aunque se forme un complejo enzima-sustrato, no se produce la catálisis. Este tipo de
inhibición depende solamente de la concentración de inhibidor.
KM
KM




Efecto de la concentración de sustrato sobre la cinética enzimática
KM



KM
ENZIMAS –
  CINÉTICA ENZIMÁTICA

 Victor Henri (1903): E + S ⇔ ES


          1913
          Leonor Michaelis -Enzimologista
          Maud Menten - Pediatra

                 K1             Kp
       E+S               ES            E+P
                K-1

          Etapa rápida        Etapa lenta
 Constante de equilibrio

     [E] =[ES]
     K e = KM   ½ v max
M
INFLUENCIA DEL pH Y DE LA TEMPERATURA EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA




          Pepsina               Tripsina




             pH                    pH
           óptimo                                              Tª óptima
                                 óptimo




 Cada enzima actúa a un pH óptimo.           Cada enzima tiene una temperatura óptima
                                             para actuar.
 Los cambios de pH alteran la estructura
 terciaria y por tanto, la actividad de la   Las variaciones de temperatura provocan
 enzima.                                     cambios en la estructura terciaria o
                                             cuaternaria, alterando la actividad del
                                             enzima.
activadores

                         productos
                                                     sustrato




                         Enzima inactiva

                                     Enzima activa




                         activador




Los activadores se unen al centro regulador, cambian la configuración del centro
activo, que hasta ese momento estaba inactivo y desencadenan la catálisis enzimática.
Nombre Sistemático
• El nombre sistemático de un enzima
  consta actualmente de 3 partes:
 el sustrato preferente
 el tipo de reacción realizado
 terminación "asa“

• ejemplo: glucosa fosfato isomerasa
CLASIFICACION DE LOS ENZIMAS

•   Clase 1: OXIDORREDUCTASAS
•   Clase 2: TRANSFERASAS
•   Clase 3: HIDROLASAS
•   Clase 4: LIASAS
•   Clase 5: ISOMERASAS
•   Clase 6: LIGASAS
OXIDORREDUCTASAS

• Catalizan reacciones de oxidorreducción, es
  decir, transferencia de hidrógeno (H) o
  electrones (e-) de un sustrato a otro, según
  la reacción general:
•          AH2 + B        A + BH2
El NAD+ /NADH y el NADP+/NADPH             intervienen en los procesos de
transferencia de electrones entre una sustancia que se oxida: O, a una que
se reduce, G.



                                     e-




                                          e-
TRANSFERASAS (TRANSAMINASAS)




 Las transaminasas catalizan la transferecia del grupo amino de un aminoácido
 a un cetoácido, por ejemplo la alanina transaminasa (transaminasa glutamico-pirúvica)


                                                            http://www.biorom.uma.es/contenido/UIB/vitaminas/piridoxal/index.htm
HIDROLASAS
Catalizan reacciones de hidrólisis


A-B + H2O                               A-OH + H-B

 No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las
 hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre
 primitivo: Tripsina, Pepsina, Papaína, etc.


  Un ejemplo es la lactasa, que cataliza la reacción:
  Lactosa + agua      glucosa + galactosa
ISOMERASAS
     Catalizan la interconversión de isómeros:
            A            B
• Son ejemplos la fosfotriosa isomerasa y la fosfoglucosa
  isomerasa

  gliceraldehído-3-fosfato         dihidroxiacetona-fosfato

 glucosa-6-fosfato           fructosa-6-fosfato
LIASAS
Catalizan reacciones reversibles de adición de un grupo a
un doble enlace:

      A=B + X                     AXB

          COO-      H2 O                COO-
          CH                     HO CH
          CH                            CH2
          COO-                          COO-
       Fumarato                      L-Malato
        (trans-)
LIGASAS
     Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas
     de la hidrólisis de un enlace de alta energía.


 A + B + ATP                        A-B + ADP + Pi

O bien

C + D + ATP                       C-D + AMP + PPi
Mecanismos de regulación alostérica




Retroalimentación negativa (feedback negativo) en una ruta metabólica. Cuando el producto final Z se acumula, inhibe alguno de los

primeros pasos de la ruta.
MODELO DE INHIBICIÓN ALOSTÉRICA




                              Sustrato
                                                            Centros activos
     Enzima
                                                            modificados




                                                            Los sustratos
                                                             no pueden
                                                              unirse al
                                                            centro activo


Ligando   Centro                         Ligando unido al
          regulador                      centro regulador

                            Sustrato
Inhibición alostérica.
                             sustrato




             Enzima activa




            Sin inhibidor




                                            Enzima inactiva

Los inhibidores
alostéricos se unen a una
zona de la enzima y                             con inhibidor
cambian la configuración
del centro activo de tal
manera que impiden que
el sustrato se pueda unir                    inhibidor
a él.
Activación Enzimática
• Algunos enzimas no se sintetizan como tales,
  sino como proteínas precursoras sin actividad
  enzimática.
• Estas proteínas se llaman proenzimas o
  zimógenos.
• Muchos enzimas digestivos se secretan en
  forma de zimógenos y en el tubo digestivo se
  convierten en la forma activa.
• Es el caso de la a-quimotripsina, que se
  sintetiza en forma de quimotripsinógeno
         http://www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz22.htm#z
VITAMINAS
•   INDICE
    1.- CARACTERISTICAS GENERALES
• 2.- VITAMINAS LIPOSOLUBLES
    2.1.- VITAMINA A. Retinol. Antixeroftálmica.
    2.2.- VITAMINA E. Tocoferol. Antiestéril.
    2.3.- VITAMINA K. Naftoquinona. Antihemorrágica.
    2.4.- VITAMINA D. Calciferol. Antirraquítica.
3.- VITAMINAS HIDROSOLUBLES
    3.1.- VITAMINA C. Acido Ascórbico. Antiescorbútica.
    3.2.- VITAMINA B1. Tiamina. Antiberibérica.
    3.3.- VITAMINA B2. Riboflavina.
    3.4.- VITAMINA B3. Niacina. Acido Nicotínico. Vitamina PP. Antipelagrosa.
    3.5.- VITAMINA B5. Acido Pantoténico. Vitamina W.
    3.6.- VITAMINA B6. Piridoxina.
    3.7.- VITAMINA B8. Biotina. Vitamina H.
    3.8.- VITAMINA B9. Acido Fólico.
    3.9.- VITAMINA B12. Cobalamina.

                         http://www.um.es/molecula/vita.htm
HORMONAS

http://www.biorom.uma.es/contenido/UIB/regulacion/index.htm#1
7 enzimas
7 enzimas

7 enzimas

  • 1.
  • 2.
    Enzimas • Encimas. Concepto de biocatalizador. • Estrutura e propiedades dos encimas. Características dos encimas como catalizadores. • Especificidade encimática. Reacción catalizada por un encima. Concepto de coencima e cofactor. • Clasificación das encimas. • Cinética encimática: curva de actividade encimática (conceptos de Vmax e KM). • Inhibición e activación encimática. • Regulación da actividade encimática: alosterismo. • Concepto de vitamina. Función das vitaminas como coencimas. Función bioquímica do NAD(P)H, FADH2 e CoA.
  • 4.
    E S → [ ES →E+P [
  • 7.
    Esquema de unareacción enzimática Complejo enzima-sustrato (ES) Enzima (E) Enzima (E) Sustratos (S) Productos (P)
  • 8.
    Mecanismo de actuación enzimática: 1) Se forma un complejo: enzima- substrato o substratos. productos 2) Se une la coenzima a este sustrato complejo. 3) Los restos de los aminoácidos que configuran el centro activo catalizan el proceso. Para ello debilitan los enlaces necesarios para que la Enzima reacción química se lleve a cabo a baja temperatura y no Enzima inactiva se necesite una elevada energía de activación. Centro activo 4) Los productos de la reacción se separan del centro activo y la enzima se recupera intacta para nuevas catálisis. Coenzima 5) Las coenzimas colaboran en el proceso; bien aportando energía (ATP), electrones (NADH/NADPH) o en otras funciones relacionadas con la catálisis enzimática
  • 9.
    Especificidad enzimática MODELO DELLAVE-CERRADURA MODELO DE ACOPLAMIENTO INDUCIDO Sustrato Sustrato Enzima Enzima Complejo enzima- sustrato
  • 10.
    Las enzimas actúancomo un catalizador: Energía de activación ♦ Disminuyen la energía de activación. sin la enzima ♦ No cambian el signo ni la cuantía de la variación de energía libre. Energía de activación con la enzima ♦ No modifican el equilibrio de la reacción. Energía de los reactivos Energía ♦ Aceleran la llegada del equilibrio. Variación de la ♦Al finalizar la reacción quedan libres y energía pueden reutilizarse. Energía de los productos Progreso de la reacción
  • 13.
    INHIBICIÓN DE LAACTIVIDAD ENZIMÁTICA Sustrato Inhibidor Los sustratos no pueden unirse al centro activo Enzima Inhibidor unido Sustrato a la enzima
  • 14.
    ENZIMAS – INHIBICIÓN ENZIMÁTICA INHIBIDORES REVERSIBLES IRREVERSIBLEIS COMPETITIVOS NO COMPETITIVOS
  • 15.
  • 16.
    ENZIMAS – INHIBICIÓN NO-COMPETITIVA
  • 17.
    Inhibición competitiva sustrato inhibidor Enzima Enzima Sin inhibidor con inhibidor Los inhibidores competitivos son sustancias, muchas veces similares químicamente a los sustratos, que se unen al centro activo impidiendo con ello que se una el sustrato. El proceso es reversible y depende de la cantidad de sustrato y de inhibidor, pues ambos compiten por la enzima.
  • 18.
    Inhibición no competitiva sustrato No se produce la catálisis Enzima Enzima Sin inhibidor Con inhibidor inhibidor Los inhibidores no competitivos son sustancias que se unen a la enzima en lugares diferentes al centro activo alterando la conformación de la molécula de tal manera que, aunque se forme un complejo enzima-sustrato, no se produce la catálisis. Este tipo de inhibición depende solamente de la concentración de inhibidor.
  • 20.
  • 21.
    KM Efecto de laconcentración de sustrato sobre la cinética enzimática
  • 22.
  • 23.
    ENZIMAS – CINÉTICA ENZIMÁTICA  Victor Henri (1903): E + S ⇔ ES 1913 Leonor Michaelis -Enzimologista Maud Menten - Pediatra K1 Kp E+S ES E+P K-1 Etapa rápida Etapa lenta
  • 24.
     Constante deequilibrio [E] =[ES] K e = KM ½ v max
  • 25.
  • 26.
    INFLUENCIA DEL pHY DE LA TEMPERATURA EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Pepsina Tripsina pH pH óptimo Tª óptima óptimo Cada enzima actúa a un pH óptimo. Cada enzima tiene una temperatura óptima para actuar. Los cambios de pH alteran la estructura terciaria y por tanto, la actividad de la Las variaciones de temperatura provocan enzima. cambios en la estructura terciaria o cuaternaria, alterando la actividad del enzima.
  • 28.
    activadores productos sustrato Enzima inactiva Enzima activa activador Los activadores se unen al centro regulador, cambian la configuración del centro activo, que hasta ese momento estaba inactivo y desencadenan la catálisis enzimática.
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    Nombre Sistemático • Elnombre sistemático de un enzima consta actualmente de 3 partes:  el sustrato preferente  el tipo de reacción realizado  terminación "asa“ • ejemplo: glucosa fosfato isomerasa
  • 30.
    CLASIFICACION DE LOSENZIMAS • Clase 1: OXIDORREDUCTASAS • Clase 2: TRANSFERASAS • Clase 3: HIDROLASAS • Clase 4: LIASAS • Clase 5: ISOMERASAS • Clase 6: LIGASAS
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    OXIDORREDUCTASAS • Catalizan reaccionesde oxidorreducción, es decir, transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un sustrato a otro, según la reacción general: • AH2 + B A + BH2
  • 33.
    El NAD+ /NADHy el NADP+/NADPH intervienen en los procesos de transferencia de electrones entre una sustancia que se oxida: O, a una que se reduce, G. e- e-
  • 34.
    TRANSFERASAS (TRANSAMINASAS) Lastransaminasas catalizan la transferecia del grupo amino de un aminoácido a un cetoácido, por ejemplo la alanina transaminasa (transaminasa glutamico-pirúvica) http://www.biorom.uma.es/contenido/UIB/vitaminas/piridoxal/index.htm
  • 35.
    HIDROLASAS Catalizan reacciones dehidrólisis A-B + H2O A-OH + H-B No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre primitivo: Tripsina, Pepsina, Papaína, etc. Un ejemplo es la lactasa, que cataliza la reacción: Lactosa + agua glucosa + galactosa
  • 36.
    ISOMERASAS Catalizan la interconversión de isómeros: A B • Son ejemplos la fosfotriosa isomerasa y la fosfoglucosa isomerasa gliceraldehído-3-fosfato dihidroxiacetona-fosfato glucosa-6-fosfato fructosa-6-fosfato
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    LIASAS Catalizan reacciones reversiblesde adición de un grupo a un doble enlace: A=B + X AXB COO- H2 O COO- CH HO CH CH CH2 COO- COO- Fumarato L-Malato (trans-)
  • 38.
    LIGASAS Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas de la hidrólisis de un enlace de alta energía. A + B + ATP A-B + ADP + Pi O bien C + D + ATP C-D + AMP + PPi
  • 40.
    Mecanismos de regulaciónalostérica Retroalimentación negativa (feedback negativo) en una ruta metabólica. Cuando el producto final Z se acumula, inhibe alguno de los primeros pasos de la ruta.
  • 41.
    MODELO DE INHIBICIÓNALOSTÉRICA Sustrato Centros activos Enzima modificados Los sustratos no pueden unirse al centro activo Ligando Centro Ligando unido al regulador centro regulador Sustrato
  • 42.
    Inhibición alostérica. sustrato Enzima activa Sin inhibidor Enzima inactiva Los inhibidores alostéricos se unen a una zona de la enzima y con inhibidor cambian la configuración del centro activo de tal manera que impiden que el sustrato se pueda unir inhibidor a él.
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    Activación Enzimática • Algunosenzimas no se sintetizan como tales, sino como proteínas precursoras sin actividad enzimática. • Estas proteínas se llaman proenzimas o zimógenos. • Muchos enzimas digestivos se secretan en forma de zimógenos y en el tubo digestivo se convierten en la forma activa. • Es el caso de la a-quimotripsina, que se sintetiza en forma de quimotripsinógeno http://www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz22.htm#z
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    VITAMINAS • INDICE 1.- CARACTERISTICAS GENERALES • 2.- VITAMINAS LIPOSOLUBLES 2.1.- VITAMINA A. Retinol. Antixeroftálmica. 2.2.- VITAMINA E. Tocoferol. Antiestéril. 2.3.- VITAMINA K. Naftoquinona. Antihemorrágica. 2.4.- VITAMINA D. Calciferol. Antirraquítica. 3.- VITAMINAS HIDROSOLUBLES 3.1.- VITAMINA C. Acido Ascórbico. Antiescorbútica. 3.2.- VITAMINA B1. Tiamina. Antiberibérica. 3.3.- VITAMINA B2. Riboflavina. 3.4.- VITAMINA B3. Niacina. Acido Nicotínico. Vitamina PP. Antipelagrosa. 3.5.- VITAMINA B5. Acido Pantoténico. Vitamina W. 3.6.- VITAMINA B6. Piridoxina. 3.7.- VITAMINA B8. Biotina. Vitamina H. 3.8.- VITAMINA B9. Acido Fólico. 3.9.- VITAMINA B12. Cobalamina. http://www.um.es/molecula/vita.htm
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