3º SESIÓN DE APRENDIZAJE VERSIÓN DE IMPRESION...

3º SESIÓN DE APRENDIZAJE

VERSIÓN DE IMPRESION CINETICA ENZIMATICA I

Dr. Diomedes Camones M.

ULADECH Dr. Diomedes Camones.M. 26

MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS

• En las reacciones espontáneas, los productos finales tienen menos energía libre de Gibbs(DG) que los reactantes (Figura inferior izquierda). Por tanto, en las reacciones espontáneas se libera energía de Gibbs (DG<0). Sin embargo, el comienzo de la reacción requiere un aporte inicial de energía. Esta energía inicial que hay que suministrar a los reactantes para que la reacción transcurra se llama energía de activación (Ea). Cuanto menor es la Ea más fácilmente transcurre la reacción.

EMBED PowerPoint.Slide.8




• La acción de los catalizadores consiste, precisamente, en disminuir la Ea (Figura superior derecha). Los enzimas son catalizadores especialmente eficaces, ya que disminuyen la Eaaún más que los catalizadores inorgánicos. Por ejemplo, la descomposición del agua oxigenada (H2O2) para dar H2O y O2 puede ocurrir sin catalizador, con un catalizador inorgánico (platino), o con un enzima específica (catalasa). Las respectivas Ea para cada proceso son 18, 12 y 6 Kcal/mol. Así, se puede calcular que el platino acelera la reacción 20.000 veces, mientras que la catalasa la acelera 370.000 veces.

• Para que una reacción química tenga lugar, las moléculas de los reactantes deben chocar con una energía y una orientación adecuadas. La actuación de la enzima (1) permite que los reactantes (sustratos) se unan a su centro activo con una orientación óptima para que la reacción se produzca y (2) modifica las propiedades químicas del sustrato unido a su centro activo, debilitando los enlaces existentes y facilitando la formación de otros nuevos (Figuras siguiente)

MODO DE ACCIÓN DE LOS ENZIMAS



MODO DE ACCIÓN DE LOS ENZIMAS



CINÉTICA ENZIMÁTICA • La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones

catalizadas por enzimas. • Estos estudios proporcionan información directa acerca del

mecanismo de la reacción catalítica y de la especificidad de la enzima.

• La velocidad de una reacción catalizada por una enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar la enzima. La medida se realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura, presencia de cofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato. En estas condiciones, la velocidad de reacción observada es la velocidad máxima (Vmax). La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos.



CINÉTICA ENZIMÁTICA MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN

• Los estudios sistemáticos del efecto de la concentración inicial del sustrato sobre la actividad enzimática comenzaron a realizarse a finales del siglo XIX.

• En 1882 se introdujo el concepto del complejo enzima-sustrato como intermediario del proceso de catálisis enzimática.

• En 1913, Leonor Michaelis Para explicar la relación observada entre la velocidad inicial (v0) y la concentración inicial de sustrato ([S]0) Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadas enzimáticamente ocurren en dos etapas: En la primera etapa se forma el complejo enzima-sustrato y en la segunda, el complejo enzima-sustrato da lugar a la formación del producto, liberando la enzima.



• Al seguir la velocidad de aparición de producto (o de desaparición del sustrato) en función del tiempo se obtiene la llamada curva de avance de la reacción, o simplemente, la cinética de la reacción. A medida que la reacción transcurre, la velocidad de acumulación del producto va disminuyendo porque se va consumiendo el sustrato de la reacción (Figura siguiente). Para evitar esta complicación se procede a medir la velocidad inicial de la reacción (v0). La velocidad inicial de la reacción es igual a la pendiente de la curva de avance a tiempo cero (Figura siguiente). De esta forma, la medida de v0 se realiza antes de que se consuma el 10% del total del sustrato, de forma que pueda considerarse la [S] como esencialmente constante a lo largo del experimento. Además, en estas condiciones no es necesario considerar la reacción inversa, ya que la cantidad de producto formada es tan pequeña que la reacción inversa apenas ocurre. De esta forma se simplifican enormemente las ecuaciones de velocidad.

CINÉTICA ENZIMÁTICA



Para estudiar la cinética enzimática se mide el efecto de la concentración inicial de sustrato sobre la velocidad inicial de la reacción, manteniendo la cantidad de enzima constante. Si representamos v0 frente a [S]0 obtenemos una gráfica como la de la Figura siguiente. Cuando [S]0 es pequeña, la velocidad inicial es directamente proporcional a la concentración de sustrato, y por tanto, la reacción es de primer orden. A altas [S]0, la enzima se encuentra saturada por el sustrato, y la velocidad ya no depende de [S]0. En este punto, la reacción es de orden cero y la velocidad es máxima (Vmax).

CINÉTICA ENZIMÁTICA



MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN

Dr. Diomedes Camones M. ULADECH

17


18


19


20


21


22


23


24


25


26

OXIDASAS

Son Hemoproteinas, Presentan Grupo Prostético HEM. Algunas tienen Cu++ en su molécula. Su aceptor final es el Oxigeno. Producto final agua (H2O) y producto oxidado.

CLASES DE OXIDASAS A. QUE CONTIENEN COBRE.

Citocromo oxidasa: Cit. a y Cit a3 Son inhibidos por el Cianuro, Monóxido de carbono y H2S

B. QUE CONTIENEN FLAVOPROTEINAS. Son la FMN y FAD.


2

INHIBIDORES Los inhibidores son sustancias que

disminuyen la velocidad de reacción enzimática y en algunos casos la detienen. No Desnaturalizan a la enzima, actúan en cantidades pequeñas, inhiben algún punto de la reacción enzimática.

Permiten conocer la vía metabólica de la catálisis enzimática, también la especificidad de la enzima y la naturaleza de los grupos químicos o funcionales.


3

CLASES De acuerdo a esto los fenómenos de inhibición pueden ser:

Inhibidores Competitivos. Inhibidores no Competitivos.

A.- INHIBIDORES COMPETITIVOSEn este caso el inhibidor no permite la formación del complejo enzima –sustrato normal, ya que se forma el complejo enzima - inhibidor, una vez que el inhibidor ocupa el lugar activo de la enzima, el complejo enzima –inhibidor no se separa en vista de que la enzima no tiene acción sobre el inhibidor y por lo tanto queda bloqueada la parte activa de la enzima. El sustrato no puede entrar al lugar activo que está ocupado por el inhibidor y de esta manera se impide la acción enzimática. Un ejemplo clásico es el de la deshidrogenasa succínica que en presencia de ac. Succínico y de un aceptor adecuado convierte al ac. Succínico y de un aceptor adecuado convierte al ac. Succínico en fumárico, reduciendo simultáneamente al aceptor de hidrógeno.

El inhibidor tiene una estructura semejante al sustrato, cuando la concentración es alta el sustrato desplaza al inhibidor.

La Velocidad de la Rx, depende de la Concentración del Sustrato y no se modifica la estructura de la enzima.


4

B. INHIBIDORES NO COMPETITIVOS

Consiste en la disminución de la velocidad de la reacción por acción de un inhibidor que no tiene nada que ver con la concentración del sustrato; generalmente actúa sobre la enzima ya sea en el centro activo o fuera de él de modo irreversible, cuando actúa el inhibidor fuera del centro activo este sitio se llama SITIO ALOSTERICO, los compuestos que producen este tipo de inhibición se clasifican en dos grupos :

Inhibidores específicos. Inhibidores no específicos.


5

INHIBIDORES ESPECÍFICOS.

Pueden mencionarse a los cianuros, monóxido de carbono, azida sódica, estos tres inhibidores actuan sobre el grupo prostético HEM de la hemoglobina o mioglobina específicamente sobre el átomo de Fierro II interrumpiendo la cadena oxidativa.


6

INHIBIDORES NO ESPECÍFICOS.

Entre ellos tenemos metales pesados (Pb – Hg – Zn – Mg). Existen algunos inhibidores que atacan como agentes bloqueadores del radical sulfihidrilo presente en las cadenas laterales del aminoácido cisteina común a todas las moléculas proteicas formando sales (proteinato del metal). Los metales actúan sobre el grupo SH- de la proteína, formando mercapturos o sea: Crisol – proteína 2R – SH + Hg R – S – Hg – S – R (mercapturo). No específica por que no solo actúa sobre el grupo SH- de la proteína sino en cualquier lugar en donde exista grupo sulfihidrilo, además dentro de éstos inhibidores se tiene: Ferricianuro, yodoacetato, el famoso gas empleado con fines bélicos la lewisita y otras sustancias de tipo arsenical


16

REGULACION ENZIMATICA

Inducción: Favorece la reacción enzimática

Represión: Disminuye la reacción enzimática

Interacción alostérica: Regulación por interacción en un sitio diferente al centro activo.

Modificación Covalente: Se da a través de reacciones de glucosilación, acilación, hidroxilación.

Proteólisis: Se da por cortes proteolíticos que generan cambios conformacionales y crean el sitio catalítico.

Isoenzimas: Regulación por enzimas similares.

3º SESIÓN DE APRENDIZAJE VERSIÓN DE IMPRESION...

Documents

Transcript of 3º SESIÓN DE APRENDIZAJE VERSIÓN DE IMPRESION...