Clase N_ 4

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    Enzimas

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    Concepto de enzima Los enzimas son generalmente protenas

    o asociaciones de protenas y otrasmolculas orgnicas e inorgnicas queactan catalizando los procesos qumicosque se dan en los seres vivos.

    Qu es catalizar?!celerar las reacciones qumicas "isminuir la energa de activaci#n

    $%nerga de activaci#n& %s la energa necesaria para que una sustancia! se trans'orme en otra (

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    )ara que una reacci#n se lleve a ca*olas molculas de*en alcanzar un estado

    energtico determinado +energa deactivaci#n,.)uede conseguirse esta energa- de dos'ormas

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    (, C/0 %0123!4

    !umentando la temperatura.4in em*argo- las enzimas se

    desnaturalizan a esa 5. !dems-esa energa de*e proceder deotra reacci#n- lo que aumenta elgasto energtico.

    Con enzimas

    Las enzimasre*a6an la energade activaci#n

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    PROPIEDADES GENERALES AUMENTAN LA VELOCIDAD DE REACCIN

    De 106a 1012veces vs sin enzima

    A!n m"s #"$i%& '(e )&s ca*a)iza%es '(+mic&s

    CONDICIONES DE REACCIN Tem$e#a*(#a 2,-.0 &C /a)(nas as*a , &C3 $4 ne(*#& /,-53 )a ma7+a 6, 8 , P#esi9n a*m&s:;#ica nma)

    CAPACIDAD DE REGULACIN P c&ncen*#aci9n %e s(s*#a*& P c&ncen*#aci9n %e enzima P ini

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    Ca#ac*e#+s*icas %e )as Enzimas

    1 Es$eci:ici%a%Ca%a enzima ca*a)iza (n s&)& *i$& %e #eacci9n 7 casi siem$#eac*!a s&

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    %nerga

    )rogreso de la reacci#n

    7ariaci#nde laenerga

    %nerga de activaci#ncon la enzima

    %nerga de activaci#nsin la enzima

    %nerga de losproductos

    %nerga de losreactivos

    Las enzimas actan como un catalizador

    "isminuyen la energa de activaci#n.

    0o cam*ian el signo ni la cuantade la variaci#n de energa li*re.

    0o modi'ican el equili*rio de lareacci#n.!celeran la llegada del equili*rio.

    !l 'inalizar la reacci#n quedan

    li*res y pueden reutilizarse.

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    3ecanismo de la acci#n enzimtica

    8.9 se 'orma un comple6o enzima9 sustrato:.9 los restos de los aminocidos que con'iguran el

    centro activo catalizan el proceso. )ara ellode*ilitan los enlaces necesarios para que la

    reacci#n qumica se lleve a ca*o a *a6atemperatura y no se necesite una elevadaenerga de activaci#n.

    ;.9 los productos se separan del centro activo y laenzima se recupera intacta para nuevas catasis

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    Cen*#& ac*iv& o encomparaci#n con el volumentotal del enzima.

    Los sustratos se unenmediante mltiples

    interacciones d*iles. Lasinteracciones proveen de laenerga necesaria para reducirla energa de activaci#n.

    )roporciona la especi'icidad ala enzima.

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    %nzima +%,4ustratos +4,

    Comple6o enzima9sustrato +%4,

    %nzima +%,

    )roductos +),

    %squema general de la reacci#n enzimtica

    % 4 %4 % )

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    Modelo de Llave y CerraduraModelo de Llave y Cerradura(Emil Fischer)(Emil Fischer)

    Substrato y enzima se

    acoplan de formaestereospecfica,

    de la misma manera que una

    llave se ajusta a su

    cerradura.

    odelo aceptado durante

    mucho tiempo! hoy se

    considera insuficiente al no

    e"plicar al#unos fen$menos

    de la inhibici$n enzim%tica

    4ustrato

    %nzima

    Comple6o enzima9

    sustrato

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    Modelo de Ajuste InducidoModelo de Ajuste Inducido(&oshland)(&oshland)

    'anto la enzima como el

    substrato sufren unaalteraci$n en su

    estructura por el hecho

    fsico de la uni$n.

    Est% mucho m%s de

    acuerdo con todos los

    datos e"perimentales

    conocidos hasta el

    momento.

    4ustrato

    %nzima

    Comple6o enzima9sustrato

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    0omenclatura =ist#rica

    4@45

    +v.g. ureasa,

    "/0!"/

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    E ."*"idorreductasasE +."'ransferasas

    E ."-idrolasas

    E ."/iasas

    E 0."1somerasas

    E 2."/i#asas

    lasificaci$n de enzimas por 3rupos

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    4in trans'erencia de =idr#genos

    8. /G2"/

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    :. 5

    ;. H2"

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    I. L2!4!4

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    F. L2!4!4 / 4205%5!4!4 Aormaci#n de enlaces conrotura de !5)

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    )epsina 5ripsina

    Cada enzima acta a un pH #ptimo. Cada enzima tiene una temperatura #ptimapara actuar.

    pH #ptimo 5M #ptimapH #ptimo

    Los cam*ios de pH alteran la estructuraterciaria y por tanto- la actividad de laenzima.

    Las variaciones de temperatura provocancam*ios en la estructura terciaria ocuaternaria- alterando la actividad del enzima.

    2n'luencia del pH y la temperatura en la actividad enzimtica

    Aactores que in'luyen en laactividad enzimtica

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    E:ec*& %e) $4

    Todas las enzimas presentan un pH ptimo deactividad. El pH puede afectar de varias maneras:

    El centro activo puede contener aminocidos congrupos ionizados que pueden variar con el pH.

    El sustrato puede verse afectado por las variacionesdel pH.

    Algunas enzimas presentan variaciones peculiares. Lapepsinadel estmago, presenta un ptimo a pH=, !la fosfatasa alcalinadel intestino un pH= "

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    E:ec*& %e )a *em$e#a*(#a

    2n'luye en la actividad. %l punto #ptimorepresenta el mimo de actividad.

    ! temperaturas *a6as- las enzimas se =allanNmuy rgidasN y cuando se supera un valorconsidera*le la actividad cae *ruscamenteporque- como protena- la enzima se

    desnaturaliza.

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    Aactores que in'luyen en la actividadenzimtica

    !lgunas enzimas requieren la presencia de una molcula no proteica parala catlisis son las protenas C/0B@!"!4 u H/L/%0123!4

    !)/%0123! parte proteica

    C/A!C5/

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    Cintica de la reacci#n enzimtica

    La velocidad de una reacci#n enzimtica aumenta de 'orma lineal =asta alcanzarun mimo en el que se produce la saturaci#n de la enzima

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    Baja

    concentracin

    de sustrato

    ALTA

    concentracin

    de sustrato

    SATURACION

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    v

    4s5

    Efecto de la concentracin de substrato

    .

    .

    . . . . . .

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    v

    KV s V

    m

    m x m x

    = +78&m

    86max

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    La concentraci#n de sustrato a la que la velocidad de reacci#n es la mitad de lavelocidad mima es la constante de 3ic=aelis +Sm,.%l valor de Smtam*in indica la a'inidad de la enzima por el sustrato o e'icacia

    cataltica

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    Clculo de !ctividad

    %nzimtica La velocidad de reacci#n catalizada por O-8ml deuna diluci#n 88OO de Aos'atasa !lcalina esO-;umoles T min. de producto. Cul es su

    actividad enzimtica? O-8ml99999999 O-;umoles producto T min.

    8-Oml999999999999;-Oumoles producto T min.

    dil 88OO9999999999999;OOumolesproducto T min.

    Res$(es*a ?00UBm)

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    Ini

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    1nhibidor9

    Efector que hace disminuir la actividad enzim%tica, a trav:s de

    interacciones con el centro activo u otros centros especficos(alost:ricos).

    Esta definici$n e"cluye todos aquellos a#entes que inactivan a

    la enzima a trav:s de desnaturalizaci$n de la mol:cula enzim%tica

    ;e esta forma, habr% dos tipos de inhibidores9

    1. Isostricos:ejercen su acci$n sobre el centro activo

    11. Alostricos:ejercen su acci$n sobre otra parte de la

    mol:cula, causando un cambio conformacional con

    repercusi$n ne#ativa en la actividad enzim%tica.

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    Ini

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    /os inhibidores isost:ricos pueden ser de dos tipos9

    . 1nhibidor reversible9 establece un equilibrio con la enzima libre,

    con el complejo enzima7substrato o con ambos9

    E < 1 E1

    +. 1nhibidor irreversible9 modifica qumicamente a la enzima9

    E < 1 E=

    ES < 1 ES1

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    1nhibici$n reversible

    (a) El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre,

    impidiendo la fija