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8/18/2019 Clases Enzimas II
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BIOQUIMICA
Prof. Manuel Gutiérrez-Hernández
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Entidad 3D formada por grupos
provenientes de distintas zonas dela cadena lineal y que comprende
una pequeña porción del volumen
total de proteína.
Consiste en una hendidura donde
el sustrato se enlaza mediante
múltiples interacciones débiles.
Sitio de unión de sustrato donde la
reacción ocurre más rápidamente.
Sustrato: Es la molécula que seune al sitio activo de la enzima y
es modificada por la enzima.
SITIO ACTIVO
Las enzimas son componentes que facilitan las reacciones bioquímicas. Una
característica fundamental de las enzimas es que poseen especificidad. Esto involucra
que el sitio activo de las enzimas solo reconocen a su sustrato especifico y genera solo
un tipo de producto.
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ESTRUCTURA-FUNCION: ENZIMAS
SITIO ACTIVO DE UNA
ENZIMA
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Unión de sustrato Etapa catalítica
Estudio del comportamiento de las enzimas con respecto a la unión a sus sustratos y la
transformación de sus productos.
E + S ES → E + P k 1
k 2k 3
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Las enzimas aceleran las velocidades de reacción, sin alterar los
equilibrios de reacción. Reducción de la energía de activación
(B) E + S ES EP E + P
(A) S P
(A) (B)
Poder catalítico y específico de enzimasEnzimas son excelentes catalizadores y
muy específicas, ya que:
•Actúan mediante re-arreglos deenlaces covalentes transitorios a travésde las cadenas laterales de amino-
ácidos específicos, metales iónicos y
coenzimas, lo que permite disminuir la
energía de activación.
•Las interacciones no covalentes débiles(puentes de Hidrógeno, interacciones
iónicas e hidrofóbicas) entre enzima y
sustrato contribuyen también a
disminuir la energía de activación.
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Mecanismo de reacción de la Quimiotripsina
La quimiotripsina es una enzima que corta el enlace peptídico y degrada la proteína. Elmecanismo de reacción depende de un residuo de serina ubicado en posición 195, este
aminoácido interacciona con otro residuo básico, lo que genera la generación de una
especie reactiva que interacciona con el enlace peptídico, desarmando el enlace
El modelo de Michaelis-Menten (1913)
Leonor Michaelis Maud Menten
Postularon que la enzima se combina en primer lugar
con el sustrato, de forma reversible
El complejo se descompone en una reacción más
lenta, dando lugar al producto y enzima libre
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[E]
V máx
La velocidad de la reacción enzimática es una función lineal de la concentración de enzima.
Si agregamos 10 mM de enzima y tenemos una velocidad de 100, al agregar 20 mM será de200.
V máx
= k 3 x [E]
Relación entre velocidad y [E]
Cinética del estado estacionario
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La constante de Michaelis - Menten
Km y Vmax son característicos para cada pareja
enzima-sustrato
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La KM es un parámetro de Actividad Enzimática
• La KM es inversamente proporcional
con la actividad de la enzima.
• Valor de KM grande, baja actividad
• Valor de KM pequeño, alta actividad
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Si k2 es la constante del paso limitante de reacción entonces:
k2 = kcat o Número de recambio
El Nº de recambio es el número de moléculas de sustrato convertidas
en producto por una molécula de enzima, cuando la enzima está
saturada.
1/kcat es el tiempo que dura un ciclo catalítico.
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Gráfico de dobles recíprocos
1 KM 1 1
vo Vmax [S] Vmax= +
Ecuación de Lineweaver -Burk
y= ax + b Interceptoen eje x
Pendiente
Interceptoen eje y
FACTORES QUE AFECTAN LAVELOCIDAD DE UNA REACCIÓN
ENZIMÁTICA
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TEMPERATURA
pH
Repulsión
de cargas
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La concentración de sustrato afecta la velocidad de
reacción catalizada por enzimas
Inhibidor irreversible• Inhibición permanente
• Unión irreversible por medio de enlaces covalentes.
• Modificaciones químicas de los grupos catalíticos.
• Modificada la enzima, está siempre inhibida.
Para distinguirlo de los reversible se someten a diálisisy si no se separan enzima e inhibidor, éste es
permanente.
Ej: Sarín, malatión, paratión.
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•
La unión del inhibidor y la enzima esreversible.
• Al quitar el inhibidor del medio, se recupera la
actividad.
Hay 3 tipos:
Competitiva
No Competitiva
Acompetitiva (Alostérica)
Inhibidor reversible
Inhibición competitiva
Aumenta la KM
Vmáx no se modifica
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Inhibición no competitiva
Disminuye la Vmáx
KM no se modifica
Cinéticas de inhibiciónCompetitivo
Vmax igual
KM diferente
No competitivo
Vmax
diferente
KM igual No inhibitor
1
V
1/[S] 0
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Inhibición acompetitiva
El inhibidor no puede unirse a la
enzima, sino al complejo enzima-sustrato. Ej. Enzimas multiméricas
Disminuye la Vmáx
Disminuye la KM
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Inhibidores como fármacos
El ácido acetilsalicílico (aspirina) es un inhibidor enzimático de
la formación de prostaglandinas, las cuales son causantes del
dolor