Conferencia: Biocatalizadores....
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Conferencia: Biocatalizadores. Conferencia: Biocatalizadores. Regulación.Regulación.Regulación.Regulación.
Autor: Dr. Daniel Sánchez SerranoAutor: Dr. Daniel Sánchez Serrano
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SUMARIO:
1- Cofactores enzimáticos. Vitaminas.
2- Regulación de la actividad enzimática.
3- Significado biológico de la regulación enzimática.3- Significado biológico de la regulación enzimática.
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Objetivos:
1- Mencionar las funciones generales de los cofactores.
2- Expresar la relación entre las vitaminas y losprincipales cofactores.
3- Mencionae funciones del ATP.
4- Citar las características esenciales de los mecanismosde regulación.
5- Exponer el significado de la regulación de la actividadenzimática.
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COFACTORESCOFACTORES
SustanciasSustancias dede caráctercarácter nono proteicoproteico yy
bajobajo pesopeso molecularmolecular;; sonson moléculasmoléculas oobajobajo pesopeso molecularmolecular;; sonson moléculasmoléculas oo
ionesiones imprescindiblesimprescindibles parapara lala acciónacción
catalíticacatalítica dede muchasmuchas enzimasenzimas..
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•• ContribuyenContribuyen aa lala uniónunión entreentre lala enzimaenzima
yy elel sustratosustrato..
•• EstabilizanEstabilizan lala enzimaenzima enen susu
conformaciónconformación másmás activaactiva..
FORMAS DE ACTUACIÓN DE LOS FORMAS DE ACTUACIÓN DE LOS COFACTORESCOFACTORES
conformaciónconformación másmás activaactiva..
•• ConstituyenConstituyen frecuentementefrecuentemente elel grupogrupo
catalíticocatalítico principalprincipal..
•• SonSon transportadorestransportadores intraenzimáticosintraenzimáticos
oo interenzimáticosinterenzimáticos enen lala reacciónreacción
catalizadacatalizada..
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TIPOS DE COFACTORESTIPOS DE COFACTORES
InorgánicosInorgánicos OrgánicosOrgánicos
Mg2+ Zn2+ Ca2+
Fe2+ Mn2+ K+
GruposProstéticos
Coenzimas
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¿Cómo es el papel de las vitaminas del complejo B en el
metabolismo?metabolismo?
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EXISTEN ENZIMAS QUE PARA ACTUAR REQUIEREN COENZIMAS O GRUPOS
PROSTETICOS QUE DERIVAN DE VITAMINAS_
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TiaminaLa vitamina B1: Su forma coenzimática
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Importante en la descarboxilación del piruvato y el alfa ceto
glutarato
Su deficiencia severa causa Beriberi.
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RIBOFLAVINALa vitamina RIBOFLAVINA (B2)
La coenzima FAD Y EL FMN
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Sus formas coenzimáticas son el FMN y el FAD:
• Importantes como grupos prostéticos de numerosas enzimas.enzimas.
• Participan en reacciones de oxidación-reducción.
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Su deficiencia puede causar glositis, seborrea, queilosis,
fotofobia y estomatitis.
Puede aparecer en los Puede aparecer en los alcohólicos con pobres hábitos
dietéticos.
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La nicotinamida, niacina o ácido nicotínico.
La vitamina B3:La forma coenzimática NAD+:
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Su deficiencia puede causar DEPRESIÓN, DERMATITIS Y DIARREAS están asociados con una condición conocida con una condición conocida
como pelagra.º
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Ácido pantoténico (B5)
Ácido pantoténico (B5)
La Coenzima A:La Coenzima A:
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Su forma coenzimática es la Co A:
• Participan en reacciones de transferencia de grupos acilos.acilos.
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Piridoxina, piridoxal o piridoxamina:
La vitamina B6La coenzima Fosfato de piridoxal:
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Su forma coenzimática
• Participa en las reacciones de transaminación y otras del metabolismo de los aminoácidos.
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El ATP como cofactor
ESTUDIO INDIVIDUAL
El ATP como cofactor
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REGULACIÓN REGULACIÓN
•• PasarPasar dede unun estadoestado dede reposoreposo aa actividadactividad yy viceversaviceversa..
•• CuandoCuando unun sistemasistema oo procesoproceso eses capazcapaz dede variarvariar susu
comportamientocomportamiento comocomo respuestarespuesta aa loslos cambioscambios queque sese
producenproducen enen susu entorno,entorno, dede formaforma queque lala respuestarespuesta
directadirecta oo indirectamente,indirectamente, tiendetiende aa modificarmodificar elel estimuloestimulo
volviendovolviendo aa lala situaciónsituación inicial,inicial, sese dicedice queque esteeste sistemasistema
oo procesoproceso estáestá reguladoregulado..
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COMPONENTES DE UN SISTEMA DE COMPONENTES DE UN SISTEMA DE REGULACIÓNREGULACIÓN
SEÑALSEÑAL
ESTÍMULOESTÍMULO
RECEPTORRECEPTOR
TRANSDUCTORTRANSDUCTOR
AmplificadorAmplificador EfectorEfector RespuestaRespuesta
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MECANISMOS DE REGULACIÓNMECANISMOS DE REGULACIÓNENZIMÁTICAENZIMÁTICA
•• Mecanismos que modifican la cantidad Mecanismos que modifican la cantidad de enzimas:de enzimas: Inducción.Inducción.
Represión.Represión.
•• Mecanismos que modifican la actividad Mecanismos que modifican la actividad enzimática:enzimática: Modificación alostérica.Modificación alostérica.
Modificación covalente.Modificación covalente.
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MODIFICACIÓN ALOSTÉRICAMODIFICACIÓN ALOSTÉRICA
MecanismoMecanismo porpor elel cualcual unauna sustanciasustancia
denominadadenominada efectorefector alostéricoalostérico sese uneune aa lala
enzimaenzima enen unun lugarlugar llamadollamado sitiositio alostérico,alostérico,enzimaenzima enen unun lugarlugar llamadollamado sitiositio alostérico,alostérico,
mediantemediante interaccionesinteracciones débilesdébiles yy provocaprovoca
cambioscambios conformacionales,conformacionales, queque modificanmodifican
lala velocidadvelocidad dede lala reacciónreacción..
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Alosterismo: conformaciones.
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Efecto de la [S] sobre la Vo.
Michaelis
E. alostérica
Michaelis Menten
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CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS ALOSTÉRICASALOSTÉRICAS
•• SonSon proteínasproteínas oligoméricasoligoméricas dedeelevadoelevado pesopeso molecularmolecular
•• ExistenExisten enen variosvarios estadosestadosconformacionalesconformacionales interconvertiblesinterconvertibles yyconformacionalesconformacionales interconvertiblesinterconvertibles yyconcon afinidadafinidad diferentediferente parapara cadacada unounodede sussus ligandosligandos..
•• LosLos cambioscambios conformacionalesconformacionales enenunauna subunidadsubunidad sese comunicancomunican enenmayormayor oo menormenor gradogrado alal restoresto dede laslassubunidadessubunidades..
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MODIFICACIÓN COVALENTEMODIFICACIÓN COVALENTE
EsEs elel mecanismomecanismo mediantemediante elel cualcual lala
uniónunión porpor enlaceenlace covalentecovalente dede unun grupogrupo
químicoquímico aa lala enzima,enzima, lele provocaprovoca unun
cambiocambio conformacionalconformacional queque produceproduce unauna
variaciónvariación dede laslas velocidadvelocidad dede reacciónreacción..
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CARACTERÍSTICAS DE LA CARACTERÍSTICAS DE LA MODIFICACIÓN COVALENTEMODIFICACIÓN COVALENTE
•• Se modifica la composición de la enzima, Se modifica la composición de la enzima,
que conduce a un cambio conformacional que conduce a un cambio conformacional
secundario y modificación de la actividad. secundario y modificación de la actividad. secundario y modificación de la actividad. secundario y modificación de la actividad.
•• Menor rapidez que la modificación Menor rapidez que la modificación
alostérica. alostérica.
•• Puede acompañarse del fenómeno de Puede acompañarse del fenómeno de
amplificación.amplificación.
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Regulación covalente
sLA MODIFICACIÓN COVALENTE de enzimas es frecuente en la respuesta celular a señales químicas:• 1. Neurotransmisores• 2. Hormonas• 3. Factores de crecimiento• 3. Factores de crecimiento• 4. Estímulos morfogenéticos y de diferenciación• 5. Muerte celular programada (apoptosis)• 6. Estímulos antigénicos• 7. Luz y otros agentes físico-químico
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Regulación covalente
• Las enzimas reguladas por este mecanismo no están en equilibrio como las formas alostéricas.equilibrio como las formas alostéricas.
• Para pasar de una forma a la otra requieren de otras enzimas.
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Modificación covalente
• ATP ADP
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CONCLUSIONES.CONCLUSIONES.
•• LasLas enzimasenzimas aceleranaceleran lala velocidadvelocidad dede laslas
reaccionesreacciones disminuyendodisminuyendo lala energíaenergía dede
activaciónactivación yy susu mecanismomecanismo básicobásico dedeactivaciónactivación yy susu mecanismomecanismo básicobásico dede
acciónacción constaconsta dede dosdos etapas,etapas, lala dede uniónunión
yy lala dede transformacióntransformación..
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•• ExistenExisten factoresfactores queque influyeninfluyen enen lala
•• LaLa estructuraestructura tridimensionaltridimensional deldel centrocentro
activoactivo yy sussus cargascargas eléctricaseléctricas
determinandeterminan lala especificidadespecificidad dede sustratosustrato
yy dede acciónacción dede laslas enzimasenzimas..
•• ExistenExisten factoresfactores queque influyeninfluyen enen lala
velocidadvelocidad dede lala reacciónreacción enzimática,enzimática,
modificandomodificando lala estructuraestructura dede lala enzimaenzima yy
enen particularparticular dede susu centrocentro activo,activo,
aspectoaspecto dede grangran importanciaimportancia enen lala
prácticapráctica médicamédica..
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•• LasLas formasformas básicasbásicas dede regulaciónregulación
enzimáticaenzimática sese manifiestanmanifiestan porpor variaciónvariación
enen lala cantidad,cantidad, yaya seasea porpor induccióninducción oo
represiónrepresión yy porpor variaciónvariación enen susu actividad,actividad,represiónrepresión yy porpor variaciónvariación enen susu actividad,actividad,
comocomo lala regulaciónregulación alostéricaalostérica yy
covalentecovalente..
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Modelo del mosaico fluido
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LA ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANASY DE SUS COMPONENTES ASI COMO EL MODELO Y LOS LÍPIDOS SERÁ EL OBJETOMODELO Y LOS LÍPIDOS SERÁ EL OBJETODE ESTUDIO DE LA PRÓXIMA CONFERENCIA.
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MUCHAS GRACIAS