Bio Qui Mica

BIOMOLECULAS : ENZIMAS Q.F. WILLY E. CORDOVA CASSIA CURSO: BIOQUIMICA

ENZIMAS

ENZIMAS

1.CONCEPTOS

BASICOS

2.PROPIEDADES

3.CINETICA

4.FAMILIAS

- El término enzima fue utilizado por primera vez por FRIEDERICH WILHELM KUHNE en 1978 .

-Esta palabra proviene de los vocablos griegos en y zymee = “ en la levadura” , aunque desde luego no se refiere tan solo a los catalizadores de las levaduras .

En los sistemas biológicos es necesario el catalizador ya que a la T° y pH del ser vivo , las reacciones no se producirían a suficiente velocidad para permitir por ejemplo una rápida fotosíntesis , contracción muscular , generación de impulsos nerviosos y todos los procesos requeridos para la existencia dela vida.

- Poseen tres características sui generis: (únicos , notables ) :

. Catalizadores mas eficientes . Especificidad de acción . . Son reguladas

ENZIMAS

1.CO

NCE

PTO

S BA

SICO

S 1.1

CONCEPTOS GENERALES

1.2CATALISIS Y MECANISMO DE

ACCION

1.3COENZIMAS

1.1 CONCEPTOS GENERALES

ENZIMA = SON CATALIZADORES BIOLOGICOS DE NATURALEZA PROTEICA .

VELOCIDAD = ES EL CAMBIO DE SUSTRATOS O PRODUCTOS POR UNIDAD DE TIEMPO.

HOLOENZIMA = APOENZIMA + C./GP

APOENZIMA = ES LA PARTE PROTEICA DE LA ENZIMA DESPROVISTA DE LOS COFACTORES O GRUPOS PROSTETICOS

COFACTOR(C.) = MOLECULAS PEQUEÑAS ORGANICAS O INORGANICAS QUE REQUIERE LA ENZIMA PARA SU ACTIVIDAD.

GRUPO PROSTETICO (GP) = SIMILAR AL COFACTOR PERO ESTA UNIDO FIRMEMENTE.

SUSTRATO = ES LA MOLECULA SOBRE EL CUAL ACTUA LA ENZIMA.

COFACTORES INORGANICOS = SON METALES INORGANICOS ( Zn+2 , Mg2+ , Mn+2 , Fe+-2 )

COFACTORES ORGANICOS = COENZIMAS

SITIO ACTIVO = REGION DE LA ENZIMA QUE FIJA AL SUSTRATO .

CENTRO ALOSTERICO = OTRA REGION DISTINTO AL SITIO ACTIVO AQUÍ SE FIJAN PEQUEÑAS MOLECULAS QUE ALTERAN AL SITIO ACTIVO

1.3 COENZIMAS

COFACTORES INORGANICOS ACTUAN COMO DADORES O ACEPTORES DE

ELECTRONES EN MUCHAS REAC CIONES DE OXIDO REDUCCION EJEMPLOS : NAD+/NADH ; NADP+/NADPH

; FAD+/FADH

Cofactor

Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH.

Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH.

Inorgánico: Fe2+, Mn2+, Zn2+,etc.

Grupo ProstéticoGrupo Prostético

SUSTRATO

Apoenzima Holoenzima

Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales

Coenzimas Entidad transferida

Pirofosfato de tiamina .

Dinucleótido de flavina y adenina.Dinucleótido de nicotinamida y de adenina

Coenzima A .

Fosfato de Piridoxal .

5’-Desoxicobalamina (Coenzima B12)

Biocitina .

Tetrahidrofolato .

Aldehídos

Átomos de hidrógenoIon hidruro (H-)Grupos acilo

Grupos amino

Átomos de H y grupos alquilo

CO2

Otros grupos monocarbonados

Adenosine Triphosphate (ATP)

Coenzyme A (CoA)

Flavin Adenine Dinucleotide (FAD)

Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+) Nicotinamide Adenine Dinucleotide

Phosphate (NADP+)

Coenzimas

Enzimas que requieren elementos inorgánicos

Citocromo oxidasaCatalasa, peroxidasa

Fe2+, Fe+,

Citocromo oxidasa Cu2+

DNA polimerasaAnhídrasa carbónica

Alcohol deshidrogensa

Zn2+

HexoquinasaGlucosa 6-fosfatasa

Mg2+

Arginasa Mn2+

Piruvato quinasa K+, Mg2+

Ureasa Ni2+

Nitrato reductasa Mo2+

VITAMINAS FUNCIONES Enfermedades carenciales

• C (ácido ascórbico)

•Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la síntesis de colágeno

• Escorbuto

• B1 (tiamina)•Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehídos

• Beriberi

• B2 (riboflavina)

•Constituyente de los coenzimas FAD y FMN• Dermatitis y lesiones en

las mucosas• B3 (ácido pantoténico)

•Constituyente de la CoA• Fatiga y trastornos del

sueño• B5 (niacina) •Constituyente de las coenzimas NAD y NADP • Pelagra

• B6 (piridoxina)

•Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos.

• Depresión, anemia

• B12 (cobalamina)

•Coenzima en la transferencia de grupos metilo.

• Anemia perniciosa

• Biotina•Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de aminoácidos.

• Fatiga, dermatitis

1.2 CATÁLISIS ENZIMATICA

NIV

EL

EN

ER

GÍA

REACCIONANTE

COMPLEJOACTIVADO

PRODUCTOS

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN

ENERGÍA LIBERADA

COMPLEJOACTIVADO PRODUCTOS

ESPONTÁNEA DE MAGNITUD DESCONOCIDA Y E°

SE AFLOJA EL ENLACE ENTRE LAS DOS PARTES DE LA MOLÉCULA ORIGINAL (POR UN CATALIZADOR) Y E°

SE ROMPRE EL ENLACE EN FORMA ESPONTÁNEA Y E°

REACCIONANTE

MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA

SUBSTRATO:MOLECULA QUE INTERACTUA CON LA ENZIMA.

+ +

SUBSTRATO

ENZIMA

PRODUCTOS

ENZIMA

MXO ACCION CON UN COFACTOR

+

+

SUBSTRATO ENZIMA

+

COENZIMA

+

+

• ESTRUCTURACION PROTEICA : CUATERNARIA Y GLOBULAR

• ESTEREOESPECIFICIDAD : SUSTRATO PARA UNA ENZIMA

• EFICACIA : Aceleran reacciones específicas químicas(103-10 20)

• SENSIBLES : Actúan en disolución acuosa, a pH y T° Óptimos.

2. PROPIEDADES

Pepsina 1.5

Tripsina 7.7

Catalasa 7.6

Arginasa 9.7

Fumarasa 7.8

Ribonucleasa 7.8

Enzima pH óptimo

Mamíferos 37

Bacterias y algas aprox. 100

Bacterias Árticas aprox. 0

Enzima Temp. Ópt. (oC)

Bacterias en muestra de hielo antigua

3. CINETICA ENZIMATICA

ECUACION DE MICHAEL-MENTEN

E + S SE E + P

1. Oxidorreductasas

2. Transferasas

3. Hidrolasas

4. Liasas

5. Isomerasas

6. Ligasas

Clases de Enzimas:

Enzimas:

No. Clase Tipo de reacción que catalizan

Ejemplo

1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)

DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas

Reducción: ganancia de electrones (hidrógeno o pérdida de oxígeno)

Oxidación: pérdida de electrones (hidrógeno o ganancia de oxígeno).

La Oxidación y la Reducción son reacciones acopladas (REDOX)

Si una molécula se reduce, tiene que haber otra que se oxide

1. Oxido-reductasas( Reacciones de oxido-reducción).

Enzimas:No. Clase Tipo de reacción que

catalizanEjemplo



2 Transferasas Transferencia de grupos KinasasTransaminasas

2. Transferasas(Transferencia de grupos funcionales)

•grupos aldehídos •gupos acilos •grupos glucosilos •grupos fosfatos (kinasas)

Succinato Deshidrogenasa

Citocromo c oxidasa.


Ejemplo

1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas


3 HidrolasasHidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua

PirofosfatasaTripsinaAldolasa

Enzimas:

2. Transferasas(Transferencia de grupos funcionales)

•grupos aldehídos •gupos acilos •grupos glucosilos •grupos fosfatos (kinasas)

Succinato Deshidrogenasa

Citocromo c oxidasa.


Ejemplo



3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua


4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato

(Sintasas)

Descarboxilasa pirúvica

Enzimas:

4. Liasas(Adición a los dobles enlaces)

•Entre C y C

•Entre C y O

•Entre C y N


Ejemplo






4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasa)

(Sintasas)Descarboxilasa pirúvica

5 Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras

MutasasEpimerasasRacemasas

Enzimas:

5. Isomerasas(Reacciones de isomerización)


Ejemplo





4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasa)

(Sintasas)Descarboxilasa pirúvica

5 Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras

MutasasEpimerasasRacemasas

6 Ligasas Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y C-N. Mediante reacciones de condensación, acopladas a la ruptura del ATP

Sintetasas

Enzimas:

6. Ligasas(Formación de enlaces, con aporte de ATP)

•Entre C y O •Entre C y S •Entre C y N •Entre C y C

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