ESCUELAQ DE POSGRADO PUCP – MAESTRÍA EN QUÍMICA – SEMESTRE 2015-1

QUI776 QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS

Docente:

Dra. Mariela Matos Reyes

INHIBICIÓN ENZIMÁTICA

INHIBICION

REVERSIBLE

INHIBICION

IRREVERSIBLE

COMPETITIVA

NO COMPETITIVA

ACOMPETITIVA

POR ENLACE COVALENTE

(Análogos del estado de transición)

INHIBIDOR SUICIDA

DIFP Quimotripsina

AlopurinolXantina oxidasa

Penicilina Transpeptidasa

INHIBICIÓN REVERSIBLE

INHIBICION COMPETITIVA

EI

I

+

E + S ES E + P

E

E

E

KM ap = Km(1 + [I]/Ki)

[E] [I]

[EI]Ki =

EJEMPLO DE INHIBIDOR COMPETITIVO

COO-

(CH2)2

COO-

COO-

CH2

COO-

Succinato + FADH2 Fumarato + FAD+

Succinatodeshidrogenasa

Succinato Malonato

E + S ES E + P

INHIBICION NO COMPETITIVA

+

I

EI

+

I

ESI+ S

II

EE

E

I

I

E

ACCIÓN DE INHIBIDORES A DISTINTA CONCENTRACIÓN

Pendiente = Km / Vmáx

COMPETITIVA NO COMPETITIVA

INHIBICION IRREVERSIBLE

- Acetilcolinesterasa

- Quimotripsina

Enzima inactivada

. Por unión covalente del inhibidor

Diisopropilfluorfosfato (DFP)

. Inhibidor suicida

INHIBICION IRREVERSIBLE

Se une al sitio activo de la enzima y ésta cataliza la modificación

del inhibidor a otro compuesto que permanece unido a la enzima.

El ALOPURINOL es un inhibidor suicida que actúa sobre la enzima xantina oxidasa (degradación de purinas).

Se forma el oxopurinol el cual queda unido a la enzima.

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

• pH

• Temperatura

• Concentración de Enzima

• Concentración de Sustrato

EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD INICIAL

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE ENZIMA SOBRE LA ACTIVIDAD

[E]

v

Concentración saturante de sustrato, pH y temp. constantes

INFLUENCIA DEL PH SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

Actividad enzimática

pH

EJEMPLOS DE ENZIMAS CON DIFERENTES PH ÓPTIMO

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

T(ºC)

Actividad

enzimáticaT. óptima

ISOENZIMAS

Diferentes formas moleculares de una

misma enzima.

Catalizan la misma reacción, actuando sobre

el mismo sustrato para dar el mismo producto

Son sintetizadas por genes diferentes

Tienen diferente composición aminoacídica

por lo que pueden separarse por electroforesis.

Son utilizadas en clínica para determinar

el origen del tejido dañado

Se encuentran ubicadas en diferentes

compartimentos de la célula ó en diferentes

tejidos.

Dos isoenzimas presentan en general

diferentes valores de Km y Vmáx.

LACTATO DESHIDROGENASA (LDH)

Presenta 5 isoenzimas con distinta composición en cuanto a sus subunidades y c/u es específica de un tejido.

H4 H3M H2M2 HM3 M4

M > Músculo

H > Corazón

EJEMPLO DE ISOENZIMA: GLUCOQUINASA Y HEXOQUINASA

Hexoquinasa

Glucoquinasa

Actividadenzimática

Km. hexq Km. glucq [glucosa mmol/lL]

REGULACION DE LAS REACCIONES CATALIZADAS POR ENZIMAS

REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS

REGULACION DE LA SINTESIS

DE LAS ENZIMASENZIMAS INDUCIBLES

ENZIMAS ALOSTERICAS REGULACION COVALENTE

REGULACION POR

PROTEINASREGULACION

POR PROTEOLISIS

ENZIMAS ALOSTERICAS

Enzima 1 ENZIMA ALOSTERICA

MODULADORES POSITIVOS MODULADORES NEGATIVOS

Enzima Enzima Enzima Enzima

1 2 3 4

BIFURCACIÓN DE UNA VÍA METABÓLICA

PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS ALOSTERICAS

• Poseen un sitio de unión a un metabolito regulador (sitio alostérico)

• La unión del metabolito a la enzima es de carácter reversible y no covalente.

• En general poseen dos o mas sitios reguladores.

• La mayoría posee dos o mas cadenas polipeptídicas o subunidades.

• En general tienen un comportamiento cinético sigmoideo

CINETICA DE UNA ENZIMA ALOSTERICACurva Sigmoidea

Regulación de la actividad de la Aspartato transcarbamilasa (ATCasa)

v

Aspartato (mM)

EJEMPLOS DE ENZIMAS ALOSTERICAS

• Hexoquinasa, Fosfofructoquinasa y Piruvato QuinasaVía glicolítica

• AcetilCoA carboxilasa Biosíntesis de lípidos

• Aspartato Transcarbamilasa Biosíntesis de nucleó

tidos pirimidínicos

• Glutamato Deshidrogenasa Degradación de

aminoácidos

• Citrato sintasa, isocitrato y a-cetoglutarato deshidrogenasas Ciclo de Krebs

Fosforilasa

fosfatasa2 Pi

2 H2O

Fosforilasa

quinasaATP

ADP

Fosforilasa b

P -O-CH2 CH2- O- P

Fosforilasa a

(menos activa)

(Cadena lateral de Ser)

CH2- HOHO-CH2

REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE

REGULACION POR PROTEOLISIS

• Por eliminación de una cadena peptídica, enzimas inactivas se convierten en enzimas activas y viceversa.

• Las enzimas digestivas: pepsinógeno y quimotripsinógeno se convierten en las enzimas activas pepsina y tripsina.

• Suele ocurrir una activación secuencial produciéndose una cascada de activaciones. Ej. Coagulación sanguínea.

ZIMOGENOS

REGULACION POR PROTEINAS

• Modifican la actividad de enzimas involucradas en el metabolismo celular. Por ej. Indirectamente activando o inhibiendo la actividad de la glutamina sintetasa.

• RNA polimerasa: Asn, Gln, Glu, Lys y Arg forman enlaces hidrógenos con las bases del DNA