Enzimas:

Definición, conceptos generales, clasificación. Factores que afectan la velocidad de una reacción: pH, temperatura, concentración de enzima, concentración de sustrato. Enzimas con más de un sustrato: mecansimo de ping pong y secuencial.Cinética enzimática: Michaelis Menten, Lineweaver-Burk, definición Km, Vmáx.Inhibición enzimática: competitiva, no competitiva, acompetitiva e irreversible. Mecanismos de regulación enzimática. Enzimas importantes con aplicación clínica.

Guía:

1. Por definición son todas las enzimas proteínas? Por qué?2. Cómo aceleran las enzimas la velocidasd de una reacción? 3. Defina : velocidad de reacción, Km, Vmáx, isoenzima, apoenzima, holoenzima,

cofactor, zimógeno, enzima alostérica.4. Indique las clases de enzimas y explique qué tipo de reacción catalizan.5. Grafique y explique el efecto del pH y la temperatura sobre la velocidad de

reacción.6. Presentan todas las enzimas el mismo pH óptimo para su actividad? Por qué?7. Grafique y explique elefecto de la concentración de enzima sobre la velocidad

de reacción. Es este efecto ilimitado?. Por qué?8. Grafique y explique el efecto de la concentración de sustrato sobre la velocidad

de reacción. Indique en el gráfico dónde se obtiene Km y la Vmáx.?9. Si se tienen los siguientes valores de Km para los sustratos de la enzima X:

A: 3 mM, B: 5 mM y C.: 50 mM. Cuál de los tres sustratos presenta menor afinidad para la enzima X.

10. En el gráfico de Lineweaver Burk Ud. observa que en el eje y, la línea intercepta a un valor de 3 mM/ min y en el otro cuadrante intercepta el eje x a un valor de -5 mM. Cuál es el valor de Vmáx y el de Km para la enzima.

11. Qué tipos de inhibiciones reversibles se estudiaron?12. Represente gráficamente cada una de las inhibiciones reversibles y explique

claramente el efecto de los inhibidores sobre los valores de Km y Vmáx de la enzima.

13. Mencione dos ejemplos de inhibicipon irreversible.14. Explique la importancia de enzimas como la creatina kinasa y la lactato

deshidrogenasa en el diagnóstico de infarto al miocardio.15. Mencione y ezplique 4 tipos de regulación de la actividad enzimática.16. Grafique el efecto de la concentración de sustrato sobre la velocidad de reacción

para una enzima alostérica.17. Explique el efecto de un modificador alostérico positivo y uno negativo sobre la

afinidad de la enzima alostérica por su sustrato.

GUÍA:

1. Por definición son todas las enzimas proteínas? Por qué?

Respuesta: Son en su mayoría proteínas globulares de gran tamaño que

catalizan (aceleran) reacciones de sistemas biológicos. Se habla de que la

mayoría son proteínas, porque existen excepciones, como ciertas moléculas

que actúan como enzimas y no son proteínas. Se habla de proteínas

globulares cuando éstas presentan estructuras secundarias en su estructura

tridimensional, terciaria ó monomérica.

Lo anterior es una característica de las enzimas junto con el gran

tamaño que poseen. Para que una molécula sea catalogada como enzima,

es de suma importancia que tenga la función de catálisis.

2. Cómo aceleran las enzimas la velocidad de una reacción?

Respuesta:Una enzima, por sí misma, no puede llevar a cabo una

reacción, su función es modificar la velocidad de la reacción,

entendiéndose como tal la cantidad de producto formado por

unidad de tiempo. Tal variación se debe a la disminución de la energía

de activación Ea; en una reacción química, la Ea es la energía necesaria

para convertir los reactivos en formas moleculares inestables

denominadas especies en estado de transición, que poseen mayor

energía libre que los reactivos y los productos.

En el diagrama  están representados los niveles de energía , durante el

curso de la reacción, de moléculas intervinientes en una reacción tipo: A +

B ---> C. La curva azul muestra el curso de la reacción en ausencia de una

enzima que facilite la reacción, mientras que la curva roja la muestra en

presencia de la enzima específica de la reacción. La diferencia en el nivel de

energía entre el estado inicial y la necesaria para iniciar la reacción (picos

de las curvas) es la energía de activación. Tal como se observa la

presencia de enzima baja la energía de activación.

El complejo Enzima- sustrato posee menor energía de activación que las

especies en estado de transición que la correspondiente reacción no

catalizada. 

Como realiza esta acción una enzima?

Orienta a los sustratos: parte de la energía de activación se utiliza para

que los sustratos roten y se enfrenten con los átomos correctos para formar

los enlaces.

Agregan cargas a los sustratos: las cadenas laterales (R) de los

aminoácidos de las enzimas pueden participar directamente haciendo a los

sustratos químicamente más reactivos. 

Inducen la deformación en el sustrato: cuando una sustancia se une al

sitio activo, la enzima puede causar que los los enlaces se estiren,

poniéndolo en un estado de transición inestable.

Cambio de forma de la enzima al unirse al sustrato: el modelo de llave-

cerradura de Fisher fue actualizado cuando se descubrió que las enzimas

son flexibles y sus sitios activos pueden cambiar (expandirse) para

acomodarse a sus sustratos. Este cambio de forma causado por la unión al

sustrato se denomina ajuste inducido. 

En la Hexoquinasa puede observarse este ajuste inducido, con el sustrato

(glucosa) y sin él. El ajuste inducido alinea las cadenas laterales reactivas

del sitio activo de la enzima con los sustratos.

3. Defina : velocidad de reacción, Km, Vmáx, isoenzima,

apoenzima, holoenzima, cofactor, zimógeno, enzima

alostérica.

Respuesta:

velocidad de reacción: rapidez con que ocurre la reacción, se puede

observar por medio de lo siguiente:

A. Reacción no catalizada:

S S++ P

Sustrato transición producto

El estado de transición lo que quiere decir es el estado en donde ese

sustrato se esta transformando en producto.

B. Reacción catalizada:

S+E ES E+P

Sustrato+ enzima complejo enzimasustrato enzima + producto

El complejo enzimasustrato puede desasociarse en dos direcciones,

se puede devolver porque dicha unión puede ser no muy buena o seguir

haciendo que el sustrato se convierta en producto y luego se separen. La

enzima no se transforma no se vuelve parte del producto, ésta se vuelve a

recuperar luego de que finalice la reacción.

Km: es la constante de Michaelis- Menten. NOS INDICA LA AFINIDAD DE LA

ENZIMA POR ESE SUSTRATO. CANTIDAD DE SUSTRATO NECESARIA PARA

ALCANZAR LA MITAD DE LA VELOCIDAD MAXIMA.

Vmáx: es la obtenida en condiciones de saturación de enzima por el

sustrato en condiciones determinadas de pH, temperatura y fuerza iónica.

NOS INDICA EFICIENCIA DE LA ENZIMA

Isoenzima: son distintas formas moleculares de una misma enzima que

presentan o muestran especificidad por el mismo sustrato.Por ejemplo:las

distintas formas moleculares de alcohol deshidrogenasa (ADH) se

diferencian en la carga eléctrica neta, en el peso molecular o en ambas

simultáneamente, pero todas ellas deshidrogenan el alcohol (sustrato)

convirtiéndolo en aldehído. La principal característica de las isoenzimas es

que deben tener la misma especificidad de sustrato.

Apoenzima: es la parte proteica de una enzima, desprovista de los

cofactores o coenzimas que puedan ser necesarios para que la enzima sea

funcionalmente activa. La apoenzima es catalíticamente inactiva; cuando se

la une la coenzima o cofactor adecuados, constituye la holoenzima, o

enzima activa.

Holoenzima: es una enzima que está formada por una proteína

(apoenzima) y un cofactor o una coenzima. Es una enzima completa y

catalíticamente activa.

Cofactor: es un ion metálico, termoestable y de baja masa molecular,

necesario para la acción de una enzima. El cofactor se une a una estructura

proteica denominada apoenzima, y a este complejo se le denomina

holoenzima. Entre los cofactores mencionables se encuentran: Fe, Cu, K,

Mn, Mg, entre otros. Los enzimas que precisan de iones metálicos se llaman

a veces metaloenzimas.

Zimógeno: Los zimógenos son enzimas inactivas que se sintetizan con un

aminoácido extra NO NECESARIAMENTE UNO SINO VARIOS. Al formar la

estructura tridimensional no se forma sitio catalítico. Son llamados pro

enzimas o enzimas inactivas.

Enzima alostérica: una enzima cuya actividad está regulada mediante un

sitio alostérico, que es un sitio, distinto del sitio activo de la enzima, al que

se une un regulador (llamado "regulador alostérico") de manera reversible y

no covalente. La unión de este regulador modifica la estructura

tridimensional de la enzima y llega a afectar la configuración del sitio activo,

por lo que aumenta o disminuye su actividad, según el caso. El alosterismo

es una de las principales formas de regulación en la célula debido a que

puede producir cambios rápidos y fácilmente reversibles en la actividad de

las enzimas (y, por lo tanto, en el metabolismo) sin depender de que el

regulador tenga una estructura similar al sustrato de la enzima (lo que

puede ayudar a conectar vías metabólicas).

4. Indique las clases de enzimas y explique qué tipo de reacción

catalizan.

Respuesta:

Oxido-reductasas: Enzimas que catalizan reacciones de oxido-reducción

(transferencia de e-, uno se oxida y el otro se reduce).se conocen tres tipos

de oxido- reductasas: Oxidasas, Deshidrogenasas y Reductasas. Cuando un

sustrato se oxida incorpora oxígeno estas se conocen como Oxidasas;

cuando se da una pérdida de Hidrógeno o pérdida de electrones (e-) se

conocen como Deshidrogenasas. Estas dos son de oxidación. Ej:

-citocromooxidasa es una enzima que cataliza la oxidación de

citocromo.

-glucosaoxidasa es una enzima que cataliza la oxidación de glucosa.

Cuando se da la incorporación de electrones o de hidrógenos, este

tipo de enzimas se conocen como Reductasas.

Este grupo requiere cofactores los cuales generalmente son

coenzimas como el NAD, FAD y FMN; este tipo de cofactores son capaces de

sufrir la reacción inversa, esto quiere decir que si el sustrato se esta

oxidando esta perdiendo hidrógenos y el cofactor captura esos hidrógenos y

se reduce.

Las enzimas utilizan un cofactor en particular, ej: la deshidrogenada sólo

utiliza FAD, si uno la pusiera a trabajar con NAD su actividad sería muy

baja, a nivel de laboratorio, pero biológicamente la actividad de algunas

enzimas se va a ver bloqueada por la ausencia de un cofactor y es

posible que tomen otra ruta alterna porque no tienen el cofactor

apropiado.

Ej.: alcohol deshidrogenasa transforma el etanol en acetaldehído,

ocurre una oxidación de etanol y una reducción del cofactor que en este

caso es el NAD, este pasa a reducirse a NADH.

Transferasas: Transfieren un grupo en particular como un fosfato de la

molécula de ATP ó de alguna otra molécula que esté fosforilada que va a

transferir ese fosfato al sustrato de la reacción. Puede darse la transferencia

de grupos metilo, etilo, entre otros.

Su nombre real debería ir de la siguiente manera: Nombre del

sustrato y lo que transfiere por lo que la enzima que transfiere fosfato a la

glucosa debería llamarse Glucosa ATP fosforilasa, peor esto no es así porque

existe una nomenclatura común en la cual las nombran como Quinasas:

grupo de enzimas que transfiere únicamente fosfato, Ej.:

proteínquinasas, fosforilan proteínas o glucoquinasas, que fosforilan

glucosas. También está Hexoquinasa que fosforila hexosas, un ejemplo de

ello es la fosforilación de glucosa la cuál es una hexosa, ésta toma un

fosfato del ATP y éste se convierte en ADP; la molécula de ATP se convierte

en un cosustrato porque está donando el fosfato, no es un cofactor. Como

se puede notar la fosforilación de la glucosa se puede nombrar como una

hexoquinasa o como una glucoquinasa. En este grupo no sólo existen las

quinasas pero estas son las más comunes en los procesos biológicos.

Hidrolasas: Este grupo de enzimas son aquellas que rompen enlaces que

se hayan hecho por la eliminación de una molécula de agua porque lo que

hace es introducir moléculas de agua, algunos tipos de enlaces que rompen

este tipo de enzimas son los enlaces éster, fosfodiéster, glicosídicos,

peptídicos. Todas las enzimas que se encuentran en el grupo de enzimas

digestivas son del grupo de las hidrolasas, porque son las encargadas de

romper todas las macromoléculas que nosotros comemos y luego

convertirlas en moléculas muy pequeñas para luego poderlas absorber. Un

ejemplo es la apoxipeptidasa a es un grupo de enzimas que participan en el

proceso digestivo rompiendo enlaces peptídicos y dividiendo aminoácidos.

Este grupo se nombra de la siguiente manera: se debería poner el

nombre hidrolasa al final de la enzima sin embargo algunas enzimas que

participan en procesos característicos como lo es el digestivo son enzimas

que se estudiaron hace muchísimo tiempo por lo que tienen nombres

particulares como Tripsina, quimotripsina, pepsina y la amilasa.

Liasas: adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces. Estas reacciones

son las conocidas como descarboxilaciones Ej.: el piruvato es un sustrato en

donde hay una unión entre el carbono del ceto y el carbono del carboxilo,

entonces al romperse este enlace hay liberación de CO2.

Isomerasas: Son aquellas que catalizan reacciones de isomerización,

dichas reacciones por lo general son reversibles porque los isómeros son

reversibles, Ejs. de isómeros: anómero alfa y beta, cis o trans, L o D. Este

tipo de enzimas catalizan la transformación de un isómero en otro, como

pasar de un isómero cis a uno trans o viceversa.

Ligasas Osintetasas LAS SINTASAS SON LIASAS: Estas enzimas unen dos

sustratos para formar un producto; puede ser que el 2º sustrato no sea muy

evidente que salga de otro compuesto por ejemplo las reacciones de

carboxilación son catalizadas por ligasas. Lo que hacen es unir una molécula

de CO2 al sustrato y transformarlo en un sustrato carboxilado. REQUIEREN

ENERGÍA

5. Grafique y explique el efecto del pH y la temperatura sobre la

velocidad de reacción.

Respuesta:

pH

Los enzimas poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH;

amino -NH2; tiol -SH; imidazol, etc.) en las cadenas laterales de sus

aminoácidos. Según el pH del medio, estos grupos pueden tener carga

eléctrica positiva, negativa o neutra. Como la conformación de las

proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas, habrá un pH en el

cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica.

Este es el llamado pH óptimo. La mayoría de los enzimas son muy

sensibles a los cambios de pH. Desviaciones de pocas décimas por

encima o por debajo del pH óptimo pueden afectar drásticamente su

actividad. Así, la pepsina gástrica tiene un pH óptimo de 2, la ureasa lo

tiene a pH 7 y la arginasa lo tiene a pH 10 (Figura de la izquierda). Como

ligeros cambios del pH pueden provocar la desnaturalización de la

proteína, los seres vivos han desarrollado sistemas más o menos

complejos para mantener estable el pH intracelular: Los

amortiguadores fisiológicos.

Temperatura: La elevación de la temperatura incrementa la velocidad de

una reacción catalizada por enzimas. Al principio la velocidad de reacción

aumenta cuando la temperatura se eleva debido al incremento de la

energía cinética de la energía de las moléculas reactantes.Sin embargo, al

final, la energía cinética de la enzima excede a la barrera energética para

romper los enlaces débiles de hidrogeno que conservan su estructura

secundaria y terciaria.

A esta temperatura predomina la desnaturalización con pérdida precipitada

de la actividad catalítica. Por tanto las enzimas muestran una temperatura

óptima de acción. Los limites de actividad para la mayor parte de las

enzimas tiene lugar entre los 10°C y 50°C; la temperatura optima para las

enzimas en el cuerpo se halla alrededor de 37°C.

6. Presentan todas las enzimas el mismo pH óptimo para su

actividad? Por qué?

Respuesta:No, el ph óptimo va a depender de las enzimas de donde se

encuentren y cual sea su medio ambiente.

7. Grafique y explique el efecto de la concentración de enzima

sobre la velocidad de reacción. Es este efecto ilimitado?. Por

qué?

Respuesta: Efecto de la concentración de enzimas: si yo mido

con la formación de producto la velocidad de la reacción va a depender de

la cantidad de enzimas que tenga para formar dicho producto, se puede ver

en una célula porque las enzimas son ante todo proteínas, y éstas tienen un

recambio proteico en el organismo. Esto quiere decir . Conforme aumenta la

concentración, aumenta la velocidad de reacción hasta que no tenga

sustrato. Conforme se aumenta la concentración de enzima, se aumenta la

velocidad de reacción, siempre y cuando la concentración de sustrato no

sea limitante. Que tenga muchísimo sustrato. Puedo seguir agregando

enzima porque tengo un estañón y todavía tengo 10 estañones más de

sustrato, entonces puedo seguir degradando sustrato, mientras el sustrato

no me este limitando. En el momento en el que ya no tengo sustrato, esa

linealidad se pierde.

8. Grafique y explique el efecto de la concentración de sustrato

sobre la velocidad de reacción. Indique en el gráfico dónde se

obtiene Km y la Vmáx.?

Respuesta:

Permanece constante la concentración de enzima y lo que se cambia es la

concentración de sustrato. Entonces la velocidad inicial de una reacción

catalizada por una enzima depende de la concentración de sustrato. A

medida que aumenta la concentración de sustrato, la velocidad inicial

aumenta hasta que la enzima esta completamente saturada por el sustrato.

Si se representa las velocidades iniciales obtenidas contra varias

concentraciones de sustrato, se obtiene una hipérbole rectangular. La

velocidad de la reacción alcanza un límite máximo en el punto en que todos

los centros accesibles están saturados. La enzima y el sustrato han de

interaccionar de alguna forma para que el sustrato pueda ser convertido en

productos. Inicialmente se forma un complejo entre la enzima y el sustrato.

9. Si se tienen los siguientes valores de Km para los sustratos

de la enzima X: A: 3 mM, B: 5 mM y C.: 50 mM. Cuál de los

tres sustratos presenta menor afinidad para la enzima X.?

Respuesta: El sustrato C ya que entre mas grande la Km presenta

menor afinidad.

10. En el gráfico de Lineweaver Burk Ud. observa que en el

eje y, la línea intercepta a un valor de 3 mM/ min y en el otro

cuadrante intercepta el eje x a un valor de -5 mM. Cuál es el

valor de Vmáx y el de Km para la enzima.

Respuesta:

El valor de Vmáx en 3mM/min y la km es de -5Mm NO!!!!!!! RECUERDE

QUE SON INVERSOS LOS VALORES SON 1/3 Mm/min Y 1/5 Mm/min

11. Qué tipos de inhibiciones reversibles se estudiaron?

Respuesta: Las inhibiciones reversibles pueden dividirse en tres tipos

distintos: competitiva, no competitiva y acompetitiva.

12. Represente gráficamente cada una de las inhibiciones

reversibles y explique claramente el efecto de los inhibidores

sobre los valores de Km y Vmáx de la enzima.

Respuesta:

Inhibición competitiva

Hay competencia entre el sustrato y el inhibidor, porque son muy

similares. El inhibidor se une a la enzima en el sitio catalítico, recordemos

que las enzimas tienen

muchos sitios activos

(pueden modificar la

actividad de la enzima)

pero únicamente hay

un sitio activo en el que

se une el sustrato, el

sitio catalítico; esto

impide la formación del

complejo ES y se forma

el complejo enzima-inhibidor EI, el cual puede separarse y después formarse

el complejo ES.

La acción del inhibidor depende de la concentración tanto del sustrato

como del inhibidor. A igual concentración o a mayor concentración de

inhibidor se va a mantener la competencia, sin embargo, si se aumenta

exponencialmente la concentración de sustrato, la actividad del inhibidor

puede llegar a ser nula debido a la competencia desleal (hay demasiado

sustrato y muy poco inhibidor).

Por ejemplo, al agregar en varios tubos la misma cantidad de

inhibidor y enzima, y aumentar la cantidad de sustrato en cada tubo,

cunado se traza una curva con y sin inhibidor, encontramos que al graficar

la curva con inhibidor la velocidad máxima se mantiene igual pero la Km

aumenta, es decir, se requiere de una mayor cantidad de sustrato para

alcanzar el punto de saturación de la mitad de las enzimas. Recordar que en

la curva se grafican los inversos.

No se puede decir por lo tanto que un inhibidor aumenta la velocidad

máxima, porque si fuera así no seria un inhibidor. Un inhibidor disminuye o

no afecta la velocidad máxima.

Inhibición No Competitiva (pura) En este tipo de inhibición, el

inhibidor no tiene semejanza estructural con el sustrato y se une a un si tio

activo diferente al sitio catalítico. Esto permite que se acople el sustrato,

pero no se puede dar la transformación del sustrato en producto. Como

esta es una inhibición no competitiva pura no se

da un cambio conformacional

en la estructura del sitio

catalítico, sino que simplemente

se inhibe la formación del

producto. Se puede dar de dos

maneras:

a. Primero se da la

formación del

complejo ES y

posteriormente

se une el inhibidor para formar un complejo EIS que impide

la formación del producto.

b. Se da la formación del complejo EI y posteriormente se da la

unión del sustrato para formar el complejo EIS.

En ninguno de los dos tipos se ve afectada la unión ni del sustrato ni

del inhibidor. En cualquiera de los casos siempre se da la formación del

complejo EIS. Es por esto que este tipo de inhibición se conoce como no

competitiva pura.

Como la unión EI no impide

que se una el sustrato, la velocidad

máxima de reacción siempre va a

disminuir, sin importar la cantidad de

sustrato que se tenga en la solución,

porque no se puede dar la formación del producto. Debido a que como el

inhibidor se une en otro sitio distinto al activo, la afinidad de la enzima por

el sustrato no se va a ver afectada, porque no se afecta la formación del

complejo ES. Esto implica que concentración que se requiere para alcanzar

la mitad de la velocidad máxima (Km) no varia con respecto a la que se

tiene en ausencia de inhibidor, porque sin importar si hay o no inhibidor, a

esa concentración el 50% de la enzimas tienen unido el sustrato.

Inhibición Acompetitiva

En estas el

inhibidor se une

también a un sitio

activo diferente al sitio

catalítico. Sin embargo,

en estos casos es

necesaria la presencia

del complejo ES, es

decir, el inhibidor

únicamente se puede

unir después de que se

forme el complejo ES. Se puede llegar a pensar que el inhibidor aumenta la

afinidad de la enzima por el sustrato, pero esto no es cierto!! El complejo

EIS se forma solo cuando el ES ya estaba listo. A la hora de ver la grafica se

observan líneas paralelas, esto se debe a que como esta actuando el

inhibidor, disminuye la velocidad máxima de la reacción, pero a su vez

pareciera que varia la Km de la reacción, pero esto es porque el inhibidor

puede unirse únicamente cuando ya se formo el complejo ES, la afinidad de

la enzima por el sustrato siempre va a ser la misma, porque en el momento

en el que se va el inhibidor, la reacción se puede dar.

13. Mencione dos ejemplos de inhibición irreversible.

Respuesta: 1.Fijación covalente del inhibidor a la enzima: Ejemplo:

la ciclooxigenasa (COX) va a intervenir en la producción de Eicosanoides

(prostaglandinas y tromboxanos) a partir de Ácido araquidonico. Las

prostaglandinas son importantes en procesos inflamatorios. Existen dos

tipos de COX, la COX 1 que es importante en la formación constante de la

mucosa gástrica, la cual protege del ácido clorhídrico; y la COX 2 que

interviene en la formación de prostaglandinas y que participan en procesos

inflamatorios. La COX 2 puede ser bloqueada por acción de medicamentos

antiinflamatorios, para controlar la formación de prostaglandinas y disminuir

el proceso inflamatorio. El Ácido acetilsalicílico (aspirina) es capaz de inhibir

a la COX por medio de una reacción que produce acetilación de la COX por

una union covalente y la formación de un Ácido salicílico. La aspirina es

capaz de bloquear ambas COX, por lo que puede llegar a producir gastritis.

2. El cloromercuribenzoato tiene una estructura similar a la del

cloruro de mercurio, que se va a utilizar en el laboratorio, este va a actuar

sobre grupos SH parte de la Cisteina, los cuales en muchas son importantes

para en el sitio catalítico y por lo tanto para la función de la enzima y

pueden ser bloqueados por los compuestos anteriores por inhibición

irreversible. El cloruro de mercurio no actúa por un mecanismo de inhibición

no competitiva, sino que actúa por un mecanismo de inhibición irreversible.

14. Explique la importancia de enzimas como la creatina

kinasa y la lactato deshidrogenasa en el diagnóstico de

infarto al miocardio.

Respuesta:

Existen enzimas conocidas como marcadores enzimáticos que son

liberadas al plasma

cuando un órgano o

tejido sufre un trauma.

No tienen un efecto

dañino en la persona,

pero son de utilidad

para el medico como

indicación de que hay

algo mal en el paciente

y poder brindar un

tratamiento adecuado.

Ejemplo, en caso de un infarto al miocardio se liberan enzimas al plasma,

las cuales normalmente tienen una baja actividad en plasma (no es que

en condiciones normales no haya presencia de estas enzimas en plasma,

pero es muy baja). En miocardio principalmente hay dos enzimas que se

liberan al plasma luego de un infarto: la lactato deshidrogenasa (LDH) y

la Creatina Kinasa (CPK). Estas son importantes en la clínica para

determinar si el paciente sufrió un infarto al miocardio. En la figura se

puede ver como durante las primeras 24 horas después de sufrir el

infarto, la cantidad de CPK en sangre aumenta hasta casi 6 veces lo

normal y disminuye rápidamente. La LDH también aumenta durante los

primeros 3 días y posteriormente va disminuyendo lentamente.

15. Mencione y explique 4 tipos de regulación de la

actividad enzimática.

Respuesta: Zimógenos

Los zimógenos son enzimas inactivas que se sintetizan con un

aminoácido extra NO GENERALMENTE CON MÁS DE UN AMINOÁCIDO

EXTRA. Al formar la estructura tridimensional no se forma sitio catalítico.

Son llamados pro enzimas o enzimas inactivas. Ejemplos de estas son las

enzimas digestivas y pancreáticas (Tripsinogeno, Quimiotripsinogeno) que

se sintetizan de forma inactiva y únicamente se activan cuando llegan al

lugar donde son necesarias. Se activan por medio de una enzima

proteolítica que separa el péptido extra y convierte el Tripsinogeno en

Tripsina, el Quimiotripsinogeno en Quimiotripsina, etc. La activación ocurre

en intestino, porque estas enzimas son proteolíticas y se sintetizan inactivas

para que no degraden las cosas que se encuentran de camino desde el

páncreas, sino, que actúen únicamente sobre las proteínas provenientes de

la dieta. ALGUNOS Los factores de la coagulación también son zimógenos,

circulan en el torrente sanguíneo de manera inactiva y en el momento y

lugar que son necesarios es donde se activan.

Inducción o Represión enzimática.

Esto se da a nivel de gen. Es una represión o inducción de la síntesis

enzimática. Es muy importante pero es un mecanismo muy lento pues para

estimular la síntesis de la enzima hay que hacer todo el mecanismo de

transcripción y traducción para que este lista. Este tipo de regulación se da

aunque sea lento. La inducción aumenta la síntesis y la represión la

disminuye.

Modificación Covalente

Es muy importante porque se da mucho, principalmente porque las

proteinkinasas A (PKA) producen una modificación covalente uniendo un

fosfato, por fosforilación, a otras enzimas. Siempre que se hable de

fosforilación, esta va a ser llevada a cabo por Kinasas y la

desfosforilación va a ser realizada por Fosfatasas. Para poder fosforilar

una enzima se requiere de aminoácidos que tengan en su estructura un

grupo hidroxilo (serina, treonina y tirosina). Cuando se fosforila la

enzima puede activarse o inactivarse, no existe una regla general. Las

proteinfosfatasas tienen la función opuesta a la de las proteinkinasas, es

decir, quitan grupos fosfatos y si una enzima estaba activa la inactivan y

viceversa. Es un proceso muy rápido.

Fijación no covalente de ligandos.

Es un ejemplo clásico de cuando se pueden unir sustancias a la

enzima y me modifican su acción pero posteriormente se pueden separar y

vuelve a quedar la enzima inactiva. Ejemplo: las proteinkinasas,

encargadas de fosforilar, tienen dos unidades represoras y dos unidades

catalíticas que cuando se encuentran unidas, la enzima esta inactiva.

Cuatro unidades de AMPc se unen a las unidades reguladoras, dos a cada

una, ocasionan un cambio conformacional y se liberan las unidades

catalíticas que pueden ir a realizar la función de fosforilar a otras enzimas y

proteínas. En el momento en el que el AMPc se separa de las partes

reguladoras, las partes catalíticas se vuelven a unir y la enzima vuelve a

quedar nuevamente inactiva. La unión entre el AMPc y las unidades

represoras es de tipo no covalente, por lo cual puede separarse casi en

cualquier momento.

16. Grafique el efecto de la concentración de sustrato sobre

la velocidad de reacción para una enzima alostérica.

Respuesta:

17. Explique el efecto de un modificador alostérico positivo

y uno negativo sobre la afinidad de la enzima alostérica por

su sustrato.

Respuesta:

Mecanismos Alostéricos:

Estas enzimas son diferentes a las de M y M porque tienen muchos

sitios activos en los cuales pueden actuar una serie de sustancias y pueden

modificar su actividad, es decir, pueden ser inhibidores o estimuladores.

Cuando se grafica la

actividad de estas enzimas

sin los modificadores, la

curva que se obtiene es de

tipo sigmoideo (una S), lo

cual es muy diferente a la

curva de una de M y M. Es

una cinética de cooperación

en el sentido de que si hay

un compuesto que la

estimule, la presencia del

mismo, ocasiona un

aumento en la afinidad

enzima-sustrato.

Se habla de modificadores alostéricos positivos, si estimula la

actividad; y el modificador negativo, si la inhibe. La unión del modificador a

la enzima produce un cambio conformacional y aumenta la afinidad por un

determinado sustrato. En muchos casos se habla de que existen dos

estados conformacionales: uno estado R o relajado en el cual la enzima está

activa y un estado T o tenso que es cuando la enzima se encuentra inactiva.

Se dice que estos dos estados se encuentran en equilibrio, normalmente

una cierta cantidad de moléculas está en cada estado. La variación entre

estados se debe a la unión de los modificadores. El estado T es afín por los

modificadores negativos, y el R por los positivos, esto favorece la unión del

sustrato y la formación del producto; esto desplaza el equilibrio.

A bajas concentraciones de sustrato va a haber variaciones

considerables en la velocidad de reacción. También en este tipo de enzimas

se puede hablar de una Km. Entonces el modificador alostérico negativo va

a aumentar la Km, es decir, se necesita una mayor concentración para

llegar a la mitad de la velocidad máxima, y el modificador positivo la va

disminuir. Los modificadores se unen en sitios diferentes al catalítico. La

regulación que se da por medio de ATP y NADH es de este tipo, ya que el

ATP regula ciertas enzimas de vías metabólicas en las que se obtiene mucha

energía, la cual no es necesaria porque ya se tiene suficiente ATP. Este tipo

de modificación es reversible, los modificadores pueden unirse y separarse

dependiendo de las necesidades del organismo.