View
1.236
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
http://aixoplugat.blogspot.com
Citation preview
Catabolisme
Enzims
Metabolisme
Conjunt de processos químics que es produeixen a la cèl·lula, catalitzats per enzims i que tenen com a objectiu l’obtenció de materials i energia per a les diferens funcions vitals.
Vies del metabolisme
El metabolisme pot descompondre’s en dos sèries de reaccions:
• Anabolisme: té com a finalitat l’obtenció de substàncies orgàniques complexes a partir de substàncies més simples amb consum d’energia.
Ex: fotosintesis, sintesis de proteïnes• Catabolisme: conjunt de processos per els que les molècules
complexes són degradades a molècules més simples. Es tracta de processos destructius generadors d’energia.
Ex: glucolisis, respiració cel·lular, fermentacions
Tipus de metabolisme
Per la forma d’obtenir els materials:• autòtrof: aquells organismes que sintetitzen els seus compostos
orgànics fent servir com a font de materials substàncies inorgàniques. (CO2)
ex: vegetals verds i moltes bacteries.• Heteròtrof: aquells organismes que sintetitzen els seus compostos
orgànics fent servir com a font de materials altres substàncies orgàniques.
ex: animals, fongs i moltes bacteries.
Per la forma d’obtenir l’energia:• Fotosintèitcs: fan servir la llum com a font d’energia.
ex: vegetals verds i moltes bacteries.• Quimiosintètics: obtenen l’energia de reaccions químiques
ex: moltes bacteries.
Concepte d’enzim
Els enzims són, generalment, proteïnes o associacions de proteïnes i d’altres molècules orgàniques o inorgàniques que actuen catalitzant els processos químics que es donen en els èssers vius.
Què és catalitzar?
- Accelerar les reaccions- Disminuir l’energia d’activació
Els enzims es recuperen intactes al final del procés. Degut a això es necessiten en molt poques quantitats.
Característiques
• No es consumeixen.• Molt específics.
– Absoluta: sols actúa sobre un substrat. (p.e.:ureasa per a urea)– De grup: reconeix un grup de molècules determinat. (p.e.: glucosidasa sobre glucòsids)– De classe: depèn del tipus d’enllaç, no del tipus de molècula. (pe: fosfatases sobre grup
fosfat)
• Actúen a Temperatura ambient (Tº ésser viu).
• Molt actius.• Pes molecular molt elevat.
En les reaccions químiques catalitzades per enzims que poden discorrer tant en sentit dels productes com dels substractes, és el mateix enzim el que actúa
en ambdos sentits.
En tota reacció catalitzada per un enzim distingirem:
A i B Substractes C i D Productes de la reacció E Enzim
E
A + B C + D
E
- Reaccions exergòniques: desprendiment d’energia calorífica per part de substàncies químiques en reaccionar.
Això fa augmentar la Temperatura medi.
Energia lliure de:
Reactius Productes(subst.reaccionants) (subst. Produïdes)
* Energia que té un sistema per poder realitzar un treball i depèn de l’energia continguda en els enllaços interns de les molècules.
E
Energia d’activacióPerò la reacció NO es fa ESPONTÀNIAMENT. Cal donar Energia per debilitar els enllaços. (pàg.11)
Model comparatiu de la disminució de l’energia d’activació per a l’acció de l’enzim.
Enzim
Substracte
Producte
1) La reacció no es produeix ja que fa falta una energia d’activació per a que transcorreixi espontàniament.
2) L’enzim disminueix o elimina l’energia d’activació necessària i la reacció transcorre espontàniament.
Explicació de la curva de Michaelis-Menten
Gràfica de Michaelis-Menten
Variació de l’activitat enzimàtica amb la concentració de substracte: Aquesta gràfica demostra la formació d’un complexe enzim-substracte
Act
ivit
at e
nzi
màt
ica
Concentració de substracte
Nivell de saturació de l’enzim
Per a poder explicar la gràfica de Michaelis-Menten fem la següent analogia: Suposem que la cèl·lula és una fàbrica de rellotges. En aquesta fàbrica hi ha 40 obrers i cada un pot fabricar un rellotge a la hora (R/h). El departament de subministres proporciona una determinada quantitat de peces per a fer un rellotge (S/h) i els obrers fabriquen els rellotges.
En aquesta analogia, com hauràs pogut deduir, els obrers són els enzims, les peces subministrades els substractes i els rellotges els productes.
Subministre per a fer 4 rellotges a la hora.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Subministre de peces per hora (S/h)
Rello
tges
fabri
cats
per
hora
(R
/h)
60
50
40
30
20
10
Suposem ara que la direcció desitgi augmentar la producció i augmenta progressivament el subministre de peces per a fer rellotges (S/h) segons indica a la gràfica.
S/ h R/h
010203040506070
010203040404040
Taula de dades
Gràfica real
Tipologia enzims
• - enzims estrictament proteïcs.• 1 o + cadenes polipeptídiques.
• - holoenzims.• 1 fracció polipeptídica (apoenzim)• 1 fracció no polipeptídica (cofactor)
– Inorgànic: Ió metàl·lic: Mg2+, Zn2+,K+,..– Orgànic: Coenzim: ATP, NAD+, NADP+,CoA…
Mecanisme de l’acció enzimàtica
• Es forma un complexe:
enzim-substracte/s
Enzim-coenzim-substracte/s
* Un sol substrat:
S + E ES EP E + P
* Dos substrats:
A + B + E ABE CDE C+ D + E
(pàg.13 i 14)
Enzima inactiva
substracte
Enzim
productes
Coenzim
Centre actiu
Mecanisme d’actuació enzimàtica:
1) Es forma un complexe: enzim-substracte o substractes.
2) S’uneix el coenzim a aquest complexe.
3) Les restes dels aminoàcids que configuran el centre actiu catalitzen el procés. Per a això debiliten els enllaços necessaris per a que la reacció química es faci a baixa temperatura i no es necessiti una elevada energia d’activació.
4) Els productes de la reacció se separen del centre actiu i l’enzim es recupera intacte per a noves catàlisis.
5) Els coenzims col·laboren en el procés; be aportant energia (ATP), electrons (NADH/NADPH) o en d’altres funcions relacionades amb la catàlisis enzimàtica
• Coenzims:
Són substàncies necessaries en el procés de catalisis enzimàtica.
Mai són proteïnes:
- Transportadors d’electrons (o d’oxidació-reducció):
NAD+/NADH
NADP+/NADPH
FAD+/FADH2
- Transportadors d’energia (o de transferència):
ADP/ATP
GDP/GTP
El NAD+ /NADH i el NADP+/NADPH intervenen en els processos de transferència d’electrons entre una substància que s’oxida: O, a una que es redueix, G.
e-
e-
L’ ADP/ATP és un coenzim que intervé en les transferències d’energia dels processos exergònics als endergònics.
E
E
Factors que condicionen l’activitat enzimàtica
• Temperatura– Compte: desnaturalització (pèrdua estructura terciària)
• pH• Inhibidors
– Irreversible: enverinadors– Reversible:
• Competitiva• No competitiva
• Activadors(pàg.18)
Els enverinadors són substàncies que s’uneixen al centre actiu mitjançant enllaços forts en un procés irreversible, amb el que impedeixen de manera definitiva la catàlisi.
Enzim
envenenador
substracte
enverinadors
Els inhibidors competitius són substàncies, moltes vegades similars químicament als substractes, que s’uneixen al centre actiu impedint amb això que s’uneix el substracte. El procés és reversible i depén de la quantitat de substracte i d’inhibidor, doncs ambdos competeixen per l’enzim.
EnzimEnzima
substracte
inhibidor
Sense inhibidoramb inhibidor
Inhibició competitiva
Els inhibidors no competitius són substàncies que s’uneixen a l’enzim en llocs diferents al centre actiu alterant la conformació de la molècul·la de tal manera que, encara es formi un complexe enzim-substracte, no es produeix la catàlisi. Aquest tipus d’inhibició depèn solsament de la concentració d’inhibidor.
Enzim
substracte
Enzim
No es produeix la catàlisi
inhibidor
Inhibició no competitiva
Sense inhibidor Amb inhibidor
Inhibició
http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp06/0602001.html
Els inhibidors alostèrics s’uneixen a una zona de l’enzima i canvien la configuració del centre actiu de tal manera que impedeixen que el substracte es pugui unir a ell.
substracte
Inhibidor (lligand)
Enzima inactiva
Enzim activa
Inhibició alostèrica
Sense inhibidor
amb inhibidorCentre regulador
Centre actiu
http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp06/0602002.html
Inhibició alostèrica
Els activadors s’uneixen al centre regulador, canvien la configuració del centre actiu, que fins a aquest moment estava inactiu i desencadenen la catàlisi enzimàtica.
activador
Enzima inactiva
substracte
Enzim activa
productes
activadors
Recommended