REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

* ALOSTERISMO

*REGULACIÓN COVALENTEa) FOSFORILACIÓN

b) PROTEÓLISIS

MODIFICACIONESSOBRE LA ENZIMA EXISTENTE

Mecanismos fisiológicos para aumentar o disminuir la actividad enzimática

ISOENZIMAS

a) EXPRESIÓN DEL GENE

b) SÍNTESIS DE LA PROTEÍNA

EN EL RIBOSOMA

MODIFICACIONESPARA CAMBIARLA CANTIDAD DEENZIMA

* SÍNTESIS

* DEGRADACIÓN DIFERENTES MECANISMOS

ALOSTERISMO (CAMBIA DE FORMA)

UN ENZIMA ALOSTÉRICA SE DISTINGUE POR SURESPUESTA A LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO YPOR SU SUSCEPTIBILIDADDE REGULACIÓN POR OTRAS MOLÉCULAS

SE CARACTERIZAN POR TENER MÚLTIPLESCENTROS FUNCIONALES(CENTROS ACTIVOS)YCENTROS REGULADORES(CENTROS ALOSTÉRICOS)

Ligando o efector o regulador alostérico

SITIO CATALITICO

ENZIMA

SITIO REGULADOR

SUSTRATO

ENZIMA ALOSTÉRICA

alostérico

LA UNIÓN DEL REGULADOR INDUCE CAMBIOS CONFORMACIONALESQUE SE TRANSMITEN AL SITIO ACTIVO

Ligando o efector o regulador alostérico

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAALOSTERISMO

SITIO CATALITICO

ENZIMA

Sitio Regulador

SUSTRATO

+ o -alostérico

Ligando o Regulador oEfector alostérico(específico)

Actividad enzimática

Actividad enzimática

+

- Sitio alostérico(es específico)

Sitio alostérico(es específico)

+ o -

Ligando o efector o regulador alostérico

SITIO CATALITICO

ENZIMA

SITIO REGULADOR

SUSTRATO

ENZIMA ALOSTÉRICA

alostérico

LA ACTIVIDAD DE UN CENTROFUNCIONAL AFECTA A LOS DEMÁSPOR TANTO PRESENTANCOOPERATIVIDAD

LOS ENZIMAS REGULADOS ALOSTÉRICAMENTE NO SIGUEN LA CINÉTICADE MICHAELIS-MENTEN

VE

LO

CID

AD

Conforme se le une su sustrato está en estado “relajado”

LA TRANSICIÓN DE T a R POR LA UNIÓN DE SU SUSTRATO,TAMBIÉN AUMENTA LA ACTIVIDAD

VE

LO

CID

AD

SUSTRATO

Sin sustrato el enzima esta en estado “tenso”

TRANSICIÓN DEL ESTADO T AL R EN LA HEMOGLOBINA

Ligando o efector o regulador alostérico

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAALOSTERISMO

SITIO CATALITICO

ENZIMA

Sitio Regulador

SUSTRATO

+ o -alostérico

Ligando o Regulador oEfector alostérico(específico)

Actividad enzimática

Actividad enzimática

+

- Sitio alostérico(es específico)

Sitio alostérico(es específico)

+ o -

EFECTOR UNIÓN A LA ENZIMAINDUCCIÓN DEALOSTÉRICO (SITIO ALOSTÉRICO) CAMBIO+ ó - CONFORMACIONAL

TRANSMISIÓN A TRAVÉSDE LA ENZIMA HASTAEL SITIO CATALÍTICO

Eventos en la transición alostérica

EXPRESIÓN DEMODIFICACIÓN + ó - CAMBIO EN LALA ACTIVIDAD DE LA AFINIDAD POR ESTRUCTURA DEL DE LA ENZIMA EL PRODUCTO, CAM- SITIO CATALÍTICO.(CATÁLISIS) BIO REACTIVIDADES

DE RESIDUOS CRÍTICOS EN LA CATÁLISIS.

ENZIMA ENZIMA

SUSTRATOINHIBIDOR

COMPETITIVO

ENZIMA

INHIBIDOR

NO COMPETITIVO

REGULACIÓN ENZIMÁTICA

SITIO CATALITICO

ENZIMASitio Regulador

SUSTRATO

-

INHIBIDORALOSTÉRICO

ALOSTERISMO: forma de regulación de la actividad de una enzima

* Las enzimas alostéricas NO siguen el comportamiento Michaeliano (hiperbólico). Su cinética de velocidad vs. [S] es sigmoidal.

* Estas enzimas tienen más de un sitio de unión para el sustrato o para otro efector.

* Este segundo sitio no es catalítico, pero al ser ocupado, “transmite” su efecto al sitio catalítico, el cual aumenta o disminuye su afinidad por el sustrato (SITIO ALOSTÉRICO)

El producto de la catálisis, al alcanzar ciertas concentraciones,

se une a la enzima, inhibiéndola (interaccionando en el sitio alostérico,

no en el sitio activo)

REGULACIÓN POR PRODUCTO

A + B CE

-

TIPOS DE REGULACIÓN ALOSTÉRICA

A + B C

REGULACIÓN POR FEEDBACK (RETROALIMENTACIÓN )

Sustrato A Sustrato B Sustrato C Sustrato D Sustrato E

Enz A Enz B Enz C Enz D

Es una inhibición alostérica que se presenta para regular vías metabólicas

REGULACIÓN POR MODIFICACION COVALENTE :

La actividad de la enzima se regula, ya sea + o – por la adición o

substracción de un grupo químico o de una parte de la molécula

de enzima.

Pi (FOSFORILASA O CINASA)FORMA INACTIVA

a) Fosforilación (regulación reversible) :

ENZIMA

DEFOSFORILADAFOSFOENZIMA O

ENZIMA FOSFORILADAPi (FOSFATASA)FORMA ACTIVA

FORMA INACTIVA

ALGUNOS TIPOS DE MODIFICACIONES COVALENTES

MODIFICACIÓN EJEMPLO DE PROTEÍNA

MODIFICADA

Fosforilación Piruvato cinasa

Acetilación Histonas

Miristilación Src

ADP-ribosilación RNA polimerasa

Farnesilación Ras

-Carboxilación Trombina

Sulfatación Fibrinógeno

Ubiquitinación Ciclina

CINASA o

FOSFORILASA

Pi

Pi

Pi

ENZIMADEFOSFORILADA

ENZIMA FOSFORILADA

Sitio de fosforilación

ATP ADP+ Pi

Las cinasas o fosforilasas toman el Pi del ATP, al que hidrolizan en ADP+Pi y este Pi es transferido a la enzima que es sustrato de la cinasa

ACTIVA INACTIVAPi

FOSFATASA

El Pi se esterifica a un grupo hidroxilo de la proteína, por lo que los aminoácidos que se fosforilan en una proteína son la SERINA, TREONINA y TIROSINAEl Pi queda unido de una manera covalente a la enzima, pero esta fosforilación puede ser reversible gracias a una FOSFATASA

REGULACIÓN COVALENTE

b) PROTEÓLISIS (REGULACIÓN IRREVERSIBLE)

ZIMÓGENOS. Proteínas inactivas que tiene un tamaño mayor

al de la enzima madura y que son procesados hasta la forma madura, que es más pequeña

NH2

COO-

NH2

COOH

proteasa

COO-+ NH2

COOHPRECURSOR

(INACTIVO) FORMA MADURA

(ACTIVA)O PROTEÍNA INMADURA

ZIMÓGENO

PROCESAMIENTO

ISOFORMAS O ISOENZIMAS O ISOZIMAS

•Son variaciones estructurales de una misma enzima

•Las isoformas pueden ser de un 70-98 % idénticas entre sí

•Las isoformas de una misma enzima catalizan la misma reacción, perocon ligeras variaciones en la velocidad, la Km, el pH óptimo, sensibilidad a inhibidores, a reguladores alostéricos, etc.

• Esas pequeñas diferencias no son suficientes para que la reacción que • Esas pequeñas diferencias no son suficientes para que la reacción que catalizan sea diferente

•Por eso, las isoenzimas son otras formas de expresar una actividad enzimática regulada

•La isoforma que exista en un tejido o en un momento de desarrollo particulares es justamente la que se necesita ahí por sus características particulares de cinética o de regulación

Una isoforma puede ser específica de un tejido o de una edad del tejido, porque despliega justamente la actividad que demanda este tejido

Así, el organismo modula una misma actividad enzimática Así, el organismo modula una misma actividad enzimática en diferentes tejidos, expresando diferentes formas de la enzima