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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