ESTRATEGIAS CATALÍTICAS

7/23/2019 ESTRATEGIAS CATALÍTICAS

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FUNCIÓN DE LA ENZIMA EN LA

REACCIÓN

Para las proteasas el desafío consiste en promover

una reacción que a pH neutro se lleva a cabo con

mucha lentitud en ausencia del catalizador

Para la anhidrasa carbónica el reto es alcanzar una

alta velocidad de reacción

Para las endonucleasas de restricción la idea es

alcanzar una alta especificidad

Para las nucleósido monofosfato quinasas, el reto es

transferir un grupo fosforilo desde el ATP a un

nucleótido y no al agua.

Las tres primeras requieren de la adición de agua



PRINCIPIOS CATALÍTICOS

BÁSICOS 1.

-

CATÁLISIS COVALENTE: el centro activo tiene un grupo reactivo,

generalmente un nucleófilo potente que durante la reacción es modificado

covalentemente en forma temporal, como quimotripsina

2.

-

CATÁLISIS ÁCIDO

-

BASE: Aquí una molécula diferente al agua actúa como

dador o aceptor de un protón, como el aminoácido histidina que actúa como aceptor

de hidrógenos en reacciones proteolíticas.

3.

-

CATÁLISIS POR IÓN METÁLICO: Participan iones en la catálisis, como en

anhidrasa carbónica. Los iones pueden actuar de varias formas:

3.1.

-

como catalizador electrofílico, estabilizando una carga negativa de un

intermediario de la reacción

3.2.

-

puede generar un nucleófilo cuando aumenta la acidez de una molécula

cercana, como el agua

3.3.

-

puede unirse al sustrato aumentando el número de interacciones con la

enzima

4.

-

CATÁLISIS POR APROXIMACIÓN: Se da en reacciones bisustrato, la

velocidad de reacción aumenta notablemente si se lleva a los dos reactantes a una

misma superficie de unión. Un ejemplo son las mononucleósido fosfo quinasas.



ACCIÓN DE LAS PROTEASAS

La hidrólisis de enlaces peptídicos es lenta, a

pH neutro se estima que se realiza entre 10 a

1000 años sin catalizador. Se debe a la

estabilidad de este enlace que por su carácter

planar y de resonancia se comporta como

doble enlace. Además, este fortalecimiento

hace que el átomo de crbono del carbono

carbonilo sea menos electrofílico y menos

susceptible al ataque nucleofílico que los

carbonilos de otros compuestos.



ACCIÓN DE LA

QUIMOTRIPSINA Rompe enlaces peptídicos donde el aminoácido que aporta

el grupo carbonilo del enlace peptídico es uno voluminoso e

hidrofóbico como Try, Tir, Phe y Met.



ACCION DE LA

QUIMOTRIPSINA El sustrato cromogénico análogo, éster p

-

nitrofenílico de N

-

acetil

-L

-

fenilalanina, produce un producto amarillo el p

-

nitrofenolatodespués de ser roto por quimitripsina



CINÉTICA DE LA CATÁLISISPOR QUIMOTRIPSINA

La ruptura del éster p-nitrofenílico de N-acetil-L-fenilalanina se

ven 2 etapas, la“explosiva”(estado

preestacionario) y unafase de estado

estacionario.



CATÁLISIS COVALENTE DEQUIMOTRIPSINA

Tiene lugar en dos etapas: acilación y desacilación:



ESTRUCTURA TRIDIMENSIONALDE LA QUIMOTRIPSINA



TRIADA CATALÍTICA DE LAQUIMOTRIPSINA



HIDR LISIS PEPT DICA PORQUIMOTRIPSINA

Se puede observar dos mecanismos, catálisis ácido base y covalente



CAVIDAD DEL OXIANIÓN



BOLSILLO HIDROFÓBICO DELA QUIMOTRIPSINA



NOMENCLATURA PARA LA ESPECIFICIDADDE LAS INTERACCIONES PROTEASA-

SUSTRATO



BOLSILLOS S1 DE QUIMOTRIPSINA,TRIPSINA Y ELASTASA



TRIADA CATAL TICA YCAVIDAD DEL OXIANIÓN DE

SUBTILISINA



CARBOXIPEPTIDASA II: ESTRUCTURAY TRIADA CATALÍTICA



MUTAGÉNESIS DIRIGIDA DE LASUBTILISINA



TRES CLASES DE PROTEASAS Y SUS CENTROS ACTIVOS



ESTRATEGIAS DE ACTIVACIÓN PARATRES CLASES DE PROTEASAS

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