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BIOMOLECULAS : ENZIMAS Q.F. WILLY E. CORDOVA CASSIA CURSO: BIOQUIMICA
ENZIMAS
ENZIMAS
1.CONCEPTOS
BASICOS
2.PROPIEDADES
3.CINETICA
4.FAMILIAS
- El término enzima fue utilizado por primera vez por FRIEDERICH WILHELM KUHNE en 1978 .
-Esta palabra proviene de los vocablos griegos en y zymee = “ en la levadura” , aunque desde luego no se refiere tan solo a los catalizadores de las levaduras .
En los sistemas biológicos es necesario el catalizador ya que a la T° y pH del ser vivo , las reacciones no se producirían a suficiente velocidad para permitir por ejemplo una rápida fotosíntesis , contracción muscular , generación de impulsos nerviosos y todos los procesos requeridos para la existencia dela vida.
- Poseen tres características sui generis: (únicos , notables ) :
. Catalizadores mas eficientes . Especificidad de acción . . Son reguladas
ENZIMAS
1.CO
NCE
PTO
S BA
SICO
S 1.1
CONCEPTOS GENERALES
1.2CATALISIS Y MECANISMO DE
ACCION
1.3COENZIMAS
1.1 CONCEPTOS GENERALES
ENZIMA = SON CATALIZADORES BIOLOGICOS DE NATURALEZA PROTEICA .
VELOCIDAD = ES EL CAMBIO DE SUSTRATOS O PRODUCTOS POR UNIDAD DE TIEMPO.
HOLOENZIMA = APOENZIMA + C./GP
APOENZIMA = ES LA PARTE PROTEICA DE LA ENZIMA DESPROVISTA DE LOS COFACTORES O GRUPOS PROSTETICOS
COFACTOR(C.) = MOLECULAS PEQUEÑAS ORGANICAS O INORGANICAS QUE REQUIERE LA ENZIMA PARA SU ACTIVIDAD.
GRUPO PROSTETICO (GP) = SIMILAR AL COFACTOR PERO ESTA UNIDO FIRMEMENTE.
SUSTRATO = ES LA MOLECULA SOBRE EL CUAL ACTUA LA ENZIMA.
COFACTORES INORGANICOS = SON METALES INORGANICOS ( Zn+2 , Mg2+ , Mn+2 , Fe+-2 )
COFACTORES ORGANICOS = COENZIMAS
SITIO ACTIVO = REGION DE LA ENZIMA QUE FIJA AL SUSTRATO .
CENTRO ALOSTERICO = OTRA REGION DISTINTO AL SITIO ACTIVO AQUÍ SE FIJAN PEQUEÑAS MOLECULAS QUE ALTERAN AL SITIO ACTIVO
1.3 COENZIMAS
COFACTORES INORGANICOS ACTUAN COMO DADORES O ACEPTORES DE
ELECTRONES EN MUCHAS REAC CIONES DE OXIDO REDUCCION EJEMPLOS : NAD+/NADH ; NADP+/NADPH
; FAD+/FADH
Cofactor
Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH.
Orgánico: Coenzimas NAD, FAD, CoASH.
Inorgánico: Fe2+, Mn2+, Zn2+,etc.
Grupo ProstéticoGrupo Prostético
SUSTRATO
Apoenzima Holoenzima
Coenzimas: Actúan como transportadores eventuales de átomos específicos o de grupos funcionales
Coenzimas Entidad transferida
Pirofosfato de tiamina .
Dinucleótido de flavina y adenina.Dinucleótido de nicotinamida y de adenina
Coenzima A .
Fosfato de Piridoxal .
5’-Desoxicobalamina (Coenzima B12)
Biocitina .
Tetrahidrofolato .
Aldehídos
Átomos de hidrógenoIon hidruro (H-)Grupos acilo
Grupos amino
Átomos de H y grupos alquilo
CO2
Otros grupos monocarbonados
Adenosine Triphosphate (ATP)
Coenzyme A (CoA)
Flavin Adenine Dinucleotide (FAD)
Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+) Nicotinamide Adenine Dinucleotide
Phosphate (NADP+)
Coenzimas
Enzimas que requieren elementos inorgánicos
Citocromo oxidasaCatalasa, peroxidasa
Fe2+, Fe+,
Citocromo oxidasa Cu2+
DNA polimerasaAnhídrasa carbónica
Alcohol deshidrogensa
Zn2+
HexoquinasaGlucosa 6-fosfatasa
Mg2+
Arginasa Mn2+
Piruvato quinasa K+, Mg2+
Ureasa Ni2+
Nitrato reductasa Mo2+
VITAMINAS FUNCIONES Enfermedades carenciales
• C (ácido ascórbico)
•Coenzima de algunas peptidasas. Interviene en la síntesis de colágeno
• Escorbuto
• B1 (tiamina)•Coenzima de las descarboxilasas y de las enzima que transfieren grupos aldehídos
• Beriberi
• B2 (riboflavina)
•Constituyente de los coenzimas FAD y FMN• Dermatitis y lesiones en
las mucosas• B3 (ácido pantoténico)
•Constituyente de la CoA• Fatiga y trastornos del
sueño• B5 (niacina) •Constituyente de las coenzimas NAD y NADP • Pelagra
• B6 (piridoxina)
•Interviene en las reacciones de transferencia de grupos aminos.
• Depresión, anemia
• B12 (cobalamina)
•Coenzima en la transferencia de grupos metilo.
• Anemia perniciosa
• Biotina•Coenzima de las enzimas que transfieren grupos carboxilo, en metabolismo de aminoácidos.
• Fatiga, dermatitis
1.2 CATÁLISIS ENZIMATICA
NIV
EL
EN
ER
GÍA
REACCIONANTE
COMPLEJOACTIVADO
PRODUCTOS
ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
ENERGÍA LIBERADA
COMPLEJOACTIVADO PRODUCTOS
ESPONTÁNEA DE MAGNITUD DESCONOCIDA Y E°
SE AFLOJA EL ENLACE ENTRE LAS DOS PARTES DE LA MOLÉCULA ORIGINAL (POR UN CATALIZADOR) Y E°
SE ROMPRE EL ENLACE EN FORMA ESPONTÁNEA Y E°
REACCIONANTE
MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA
SUBSTRATO:MOLECULA QUE INTERACTUA CON LA ENZIMA.
+ +
SUBSTRATO
ENZIMA
PRODUCTOS
ENZIMA
MXO ACCION CON UN COFACTOR
+
+
SUBSTRATO ENZIMA
+
COENZIMA
+
+
• ESTRUCTURACION PROTEICA : CUATERNARIA Y GLOBULAR
• ESTEREOESPECIFICIDAD : SUSTRATO PARA UNA ENZIMA
• EFICACIA : Aceleran reacciones específicas químicas(103-10 20)
• SENSIBLES : Actúan en disolución acuosa, a pH y T° Óptimos.
2. PROPIEDADES
Pepsina 1.5
Tripsina 7.7
Catalasa 7.6
Arginasa 9.7
Fumarasa 7.8
Ribonucleasa 7.8
Enzima pH óptimo
Mamíferos 37
Bacterias y algas aprox. 100
Bacterias Árticas aprox. 0
Enzima Temp. Ópt. (oC)
Bacterias en muestra de hielo antigua
3. CINETICA ENZIMATICA
ECUACION DE MICHAEL-MENTEN
E + S SE E + P
1. Oxidorreductasas
2. Transferasas
3. Hidrolasas
4. Liasas
5. Isomerasas
6. Ligasas
Clases de Enzimas:
Enzimas:
No. Clase Tipo de reacción que catalizan
Ejemplo
1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)
DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas
Reducción: ganancia de electrones (hidrógeno o pérdida de oxígeno)
Oxidación: pérdida de electrones (hidrógeno o ganancia de oxígeno).
La Oxidación y la Reducción son reacciones acopladas (REDOX)
Si una molécula se reduce, tiene que haber otra que se oxide
1. Oxido-reductasas( Reacciones de oxido-reducción).
Enzimas:No. Clase Tipo de reacción que
catalizanEjemplo
1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)
DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas
2 Transferasas Transferencia de grupos KinasasTransaminasas
2. Transferasas(Transferencia de grupos funcionales)
•grupos aldehídos •gupos acilos •grupos glucosilos •grupos fosfatos (kinasas)
Succinato Deshidrogenasa
Citocromo c oxidasa.
No. Clase Tipo de reacción que catalizan
Ejemplo
1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas
2 Transferasas Transferencia de grupos KinasasTransaminasas
3 HidrolasasHidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua
PirofosfatasaTripsinaAldolasa
Enzimas:
2. Transferasas(Transferencia de grupos funcionales)
•grupos aldehídos •gupos acilos •grupos glucosilos •grupos fosfatos (kinasas)
Succinato Deshidrogenasa
Citocromo c oxidasa.
No. Clase Tipo de reacción que catalizan
Ejemplo
1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas
2 Transferasas Transferencia de grupos KinasasTransaminasas
3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua
PirofosfatasaTripsinaAldolasa
4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato
(Sintasas)
Descarboxilasa pirúvica
Enzimas:
4. Liasas(Adición a los dobles enlaces)
•Entre C y C
•Entre C y O
•Entre C y N
No. Clase Tipo de reacción que catalizan
Ejemplo
1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)
DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas
2 Transferasas Transferencia de grupos KinasasTransaminasas
3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua
PirofosfatasaTripsinaAldolasa
4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasa)
(Sintasas)Descarboxilasa pirúvica
5 Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras
MutasasEpimerasasRacemasas
Enzimas:
5. Isomerasas(Reacciones de isomerización)
No. Clase Tipo de reacción que catalizan
Ejemplo
1 Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-)DeshidrogenasasPeroxidasa OxidasasOxigenasasReductasas
2 Transferasas Transferencia de grupos KinasasTransaminasas
3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua
PirofosfatasaTripsinaAldolasa
4 Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato(Sintasa)
(Sintasas)Descarboxilasa pirúvica
5 Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras
MutasasEpimerasasRacemasas
6 Ligasas Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y C-N. Mediante reacciones de condensación, acopladas a la ruptura del ATP
Sintetasas
Enzimas:
6. Ligasas(Formación de enlaces, con aporte de ATP)
•Entre C y O •Entre C y S •Entre C y N •Entre C y C
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