Regulación enzimática y catálisis
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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes describe mejor la regulación alostérica de la actividad enzimática?

  • La unión de una molécula reguladora en un sitio distinto al sitio activo, induciendo un cambio conformacional que afecta la actividad catalítica. (correct)
  • La modificación covalente de la enzima, como la fosforilación, que altera su estructura.
  • La interacción de la enzima con otras proteínas que compiten por el mismo sustrato.
  • La unión de un regulador directamente en el sitio activo de la enzima, bloqueando la unión del sustrato.

¿Cómo afecta la fosforilación a la actividad enzimática?

  • Siempre inhibe la actividad enzimática al bloquear el sitio activo.
  • No tiene ningún efecto directo sobre la actividad enzimática, pero puede afectar la estabilidad de la enzima.
  • Siempre estimula la actividad enzimática al aumentar la afinidad por el sustrato.
  • Puede estimular o inhibir la actividad enzimática, dependiendo de la enzima y del sitio de fosforilación. (correct)

Una enzima muestra una actividad catalítica reducida después de la adición de un compuesto. Si este compuesto no se une al sitio activo, ¿cuál es el mecanismo más probable en juego?

  • Regulación alostérica. (correct)
  • Modificación del pH del entorno.
  • Inhibición competitiva.
  • Desnaturalización de la enzima.

¿Qué tipo de residuos de aminoácidos son comúnmente fosforilados para regular la actividad enzimática?

<p>Serina, Treonina, Tirosina. (C)</p> Signup and view all the answers

Si una enzima es regulada tanto por modificación covalente como por interacción con otras proteínas, ¿qué ventaja proporciona este sistema de regulación dual?

<p>Mayor control y flexibilidad en la respuesta a diferentes señales celulares. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el papel de las enzimas en las reacciones químicas?

<p>Disminuyen la energía de activación y aceleran la velocidad de la reacción. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel principal de las enzimas en los sistemas biológicos?

<p>Servir como catalizadores biológicos, acelerando las reacciones químicas. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué le ocurre a una enzima después de catalizar una reacción?

<p>Permanece inalterada y puede catalizar reacciones adicionales. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre la energía de activación y la velocidad de una reacción enzimática?

<p>A menor energía de activación, mayor velocidad de reacción. (B)</p> Signup and view all the answers

En el mecanismo catalítico de la quimotripsina, ¿qué paso implica la formación de un intermediario tetraédrico?

<p>Ataque del grupo hidroxilo de Ser195 al enlace peptídico del sustrato. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza al estado de transición en una reacción enzimática?

<p>Es un estado de alta energía que debe alcanzarse para que la reacción pueda ocurrir. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función cumplen las coenzimas en relación con las enzimas?

<p>Actúan como transportadores de grupos químicos y aumentan la velocidad de reacción. (B)</p> Signup and view all the answers

Si una reacción es termodinámicamente posible pero transcurre muy lentamente sin una enzima, ¿qué efecto tiene la enzima sobre esta reacción?

<p>La enzima aumenta la velocidad de la reacción. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes NO es una función típica de una coenzima?

<p>Formar parte permanente del sitio activo de una enzima, sin modificarse durante la catálisis. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta una enzima al equilibrio de una reacción entre sustratos (S) y productos (P)?

<p>No altera el equilibrio entre sustratos y productos. (D)</p> Signup and view all the answers

Si una enzima requiere un cofactor orgánico para su actividad, ¿cómo se denomina a este cofactor?

<p>Coenzima. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia clave entre un grupo prostético y una coenzima?

<p>Un grupo prostético se une covalentemente a la enzima, mientras que una coenzima puede unirse de forma transitoria. (A)</p> Signup and view all the answers

Además de su capacidad catalítica, ¿qué otra propiedad fundamental define a las enzimas?

<p>Su capacidad para no ser alteradas permanentemente por la reacción. (C)</p> Signup and view all the answers

En términos de energía, ¿cómo facilita una enzima una reacción?

<p>Creando un estado de transición más estable con menor energía. (B)</p> Signup and view all the answers

En la catálisis enzimática, ¿cuál es el propósito de la complementariedad entre el sitio activo de la enzima y el sustrato?

<p>Estabilizar el estado de transición y facilitar la reacción. (B)</p> Signup and view all the answers

Una enzima con su cofactor se conoce como:

<p>Holoenzima (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo influye la unión de una enzima (E) con el sustrato (S) en el estado de transición durante una reacción catalítica?

<p>Disminuye la energía de activación requerida al estabilizar el estado de transición. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel principal de las serín proteasas en la digestión de proteínas?

<p>Catalizar la hidrólisis de los enlaces peptídicos, descomponiendo las proteínas en péptidos más pequeños. (D)</p> Signup and view all the answers

Si una serín proteasa digiere enlaces adyacentes a aminoácidos básicos, ¿cuál de las siguientes enzimas sería más probable que realice esta función?

<p>Tripsina (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué característica comparten la quimotripsina, tripsina y elastasa en sus sitios activos que es crucial para la hidrólisis del enlace peptídico?

<p>Tres aminoácidos clave: Serina, Histidina y Aspartato. (A)</p> Signup and view all the answers

En el contexto de la catálisis enzimática por serín proteasas, ¿cómo contribuye la distorsión del sustrato (S) inducida por el estrés a la reacción?

<p>Facilita la conversión del sustrato al estado de transición al debilitar enlaces cruciales. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo influyen las enzimas en la energía de activación de una reacción química?

<p>Reducen la energía de activación, incrementando la velocidad de reacción. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la enzima después de que se completa una reacción enzimática?

<p>La enzima se libera inalterada y puede catalizar reacciones adicionales. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la importancia del sitio activo de una enzima?

<p>Es la región donde se une específicamente el sustrato y se lleva a cabo la catálisis. (A)</p> Signup and view all the answers

En el contexto de la catálisis enzimática, ¿qué tipo de interacciones son las primeras en producirse entre el sustrato y el sitio activo de la enzima?

<p>Interacciones no covalentes débiles. (A)</p> Signup and view all the answers

De acuerdo con el modelo de ajuste inducido, ¿qué ocurre cuando un sustrato se une a una enzima?

<p>La enzima y el sustrato experimentan cambios conformacionales para optimizar la interacción. (D)</p> Signup and view all the answers

Las enzimas aumentan la velocidad de las reacciones químicas al:

<p>Disminuir la energía de activación de la reacción. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes describe mejor el modelo de 'llave y cerradura' en la interacción enzima-sustrato?

<p>La enzima y el sustrato tienen formas complementarias preexistentes que encajan perfectamente. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta la unión del sustrato al sitio activo de una enzima a la formación del estado de transición?

<p>Favorece la formación del estado de transición al aproximar y orientar los sustratos. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal del NAD+ en las reacciones metabólicas?

<p>Actuar como un transportador de electrones en reacciones de óxido-reducción. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede cuando el NADH dona electrones a un segundo sustrato?

<p>El NADH se oxida a NAD+. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta el aumento de la concentración del producto (P) en una vía metabólica a la enzima (E) responsable de su síntesis en la inhibición por retroalimentación?

<p>Inhibe la enzima, deteniendo la síntesis del producto. (D)</p> Signup and view all the answers

Si una enzima en una vía metabólica está inhibida por retroalimentación, ¿qué efecto tendría la disminución en la concentración del producto de esa vía?

<p>La enzima se activaría. (A)</p> Signup and view all the answers

En términos de transferencia de electrones, ¿qué diferencia fundamental existe entre NAD+ y otras coenzimas?

<p>NAD+ transfiere electrones, mientras que otras coenzimas pueden transferir una variedad de grupos químicos adicionales aparte de electrones. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo contribuye la inhibición por retroalimentación a mantener la homeostasis celular?

<p>Ajustando la actividad enzimática en respuesta a los niveles de productos, evitando la sobreproducción. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el impacto de la regulación alostérica en la flexibilidad y adaptabilidad de una vía metabólica?

<p>Aumenta la flexibilidad al permitir ajustes rápidos en la actividad enzimática en respuesta a señales celulares. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Rol de la enzima en la catálisis

Disminuye la energía de activación requerida para una reacción.

¿Qué son las serín proteasas?

Familia de enzimas que catalizan la hidrólisis de enlaces peptídicos en proteínas.

Ejemplos de serín proteasas

Quimotripsina, tripsina, elastasa y trombina.

¿Qué digiere la quimotripsina?

Digiere enlaces adyacentes a aminoácidos hidrófobos como triptófano (Trp) y fenilalanina (Phe).

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¿Qué digiere la tripsina?

Digiere enlaces adyacentes a aminoácidos básicos como lisina (Lys) y arginina (Arg).

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¿Qué son las enzimas?

Moléculas, mayormente proteicas, que aceleran reacciones químicas termodinámicamente posibles.

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Primera propiedad clave de las enzimas

Aceleran reacciones sin consumirse ni alterarse permanentemente.

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Segunda propiedad clave de las enzimas

Aceleran reacciones sin alterar el equilibrio entre sustratos y productos.

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¿Qué es el estado de transición?

Estado de alta energía que el sustrato debe alcanzar para convertirse en producto.

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¿Qué es la energía de activación?

Energía necesaria para que el sustrato alcance el estado de transición.

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¿Cómo afectan las enzimas a la energía de activación?

Las enzimas disminuyen la energía de activación necesaria para una reacción.

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¿Qué ocurre con el equilibrio en reacciones enzimáticas?

La reacción se acelera, pero el equilibrio entre sustratos y productos no se afecta.

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Cinéticamente favorable

Las enzimas hacen que una reacción química que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad.

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¿Qué hacen las enzimas a la energía de activación?

Las enzimas disminuyen la energía necesaria para que ocurra una reacción.

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¿Qué complejo se forma cuando una enzima se une a un sustrato?

La enzima se une al sustrato, formando el complejo enzima-sustrato (ES).

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¿Qué es el sitio activo?

Región específica de la enzima donde se une el sustrato.

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¿Las enzimas se consumen en la reacción?

Las enzimas permanecen sin cambios después de la reacción.

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¿Qué tipo de interacciones se producen en el sitio activo?

Unión inicial mediante enlaces de hidrógeno, iónicos e interacciones hidrófobas.

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¿Qué hacen las enzimas a los sustratos?

Las enzimas juntan los sustratos y los orientan para la reacción.

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¿Qué es el modelo llave-cerradura?

Modelo donde el sustrato encaja perfectamente en el sitio activo de la enzima.

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¿Qué es el modelo de ajuste inducido?

Tanto la enzima como el sustrato cambian de forma al unirse.

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¿Qué es la quimotripsina?

La quimotripsina es una enzima que cataliza la hidrólisis de enlaces peptídicos.

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¿Qué es un grupo prostético?

Es un componente no aminoacídico unido covalentemente a una apoproteína.

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¿Qué es una apoproteína?

Es la parte proteica de una proteína conjugada a la que se une un grupo prostético.

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¿Qué son coenzimas?

Son moléculas orgánicas que trabajan con enzimas para aumentar la velocidad de reacción.

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¿Qué es una holoenzima?

Una holoenzima es la enzima completa, formada por la apoenzima y la coenzima o cofactor.

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¿Cuál es la función de las coenzimas?

Las coenzimas transportan grupos químicos durante las reacciones enzimáticas.

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Ejemplos de coenzimas

Son ejemplos de coenzimas el NAD+, NADP+ y el FAD.

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¿Qué es la regulación alostérica?

Regulación enzimática que ocurre en un sitio diferente al sitio activo de la enzima.

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¿Qué hacen los reguladores alostéricos?

Moléculas que se unen a enzimas en sitios alostéricos, alterando su conformación y actividad.

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¿Qué causa la unión de un regulador?

La unión de una molécula reguladora a una enzima causa un cambio en la forma de la enzima.

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¿Qué es la fosforilación?

Adición de grupos fosfato a residuos de Ser, Thr o Tyr en enzimas.

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¿Cómo afecta la fosforilación a la actividad enzimática?

La adición de grupos fosfato a enzimas puede aumentar o disminuir su actividad.

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¿Qué es NAD+?

Funciona como un transportador de electrones en reacciones de óxido-reducción.

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¿Cómo se convierte NAD+ en NADH?

NAD+ acepta un ion de H+ y 2 electrones de un sustrato, formando NADH.

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¿Qué hace NADH con los electrones?

NADH dona electrones a otro sustrato, regenerando NAD+.

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¿Cuál es la función general de NAD+/NADH?

Transfieren electrones de una molécula que se oxida a otra que se reduce.

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¿Qué hacen otras coenzimas además de NAD+/NADH?

Actúan como transportadores de electrones o grupos químicos.

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¿Qué es la inhibición por retroalimentación?

El producto final de una vía metabólica inhibe una enzima al principio de la vía.

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Study Notes

Introducción a la Biología Celular y el Metabolismo Celular

  • El metabolismo celular es el tema central de la Unidad Didáctica 3 en el Bloque 1 de Biología Celular.

El Papel Central de las Enzimas como Catalizadores Biológicos

  • Las enzimas son proteínas esenciales que actúan como catalizadores en las reacciones biológicas.
  • Las enzimas aceleran las reacciones químicas, que de otro modo serían termodinámicamente posibles pero cinéticamente desfavorables.
  • Las enzimas aceleran las reacciones a velocidades increíblemente mayores en comparación con las reacciones sin la enzima presente.
  • Las enzimas aceleran las reacciones químicas sin consumirse ni alterarse permanentemente en el proceso.
  • Las enzimas aumentan la velocidad de las reacciones químicas sin alterar el equilibrio entre los sustratos y los productos.
  • Para que ocurra una reacción enzimática, un sustrato debe transformarse en un estado de transición que requiere energía de activación.
  • La energía de activación es una barrera para que ocurra una reacción, por lo que limita su velocidad.
  • Las enzimas facilitan las reacciones al reducir la energía de activación necesaria, lo que a su vez aumenta la velocidad.
  • El equilibrio de una reacción está determinado por el estado energético final de los sustratos y productos.
  • El incremento de la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas es igual tanto en la dirección directa como en la inversa.
  • La enzima proporciona una superficie donde la conversión de sustratos en productos puede darse más fácilmente.
  • La actividad catalítica de una enzima implica la unión a su sustrato formando un complejo enzima-sustrato.
  • El sustrato se une a una región específica de la enzima denominada sitio activo.
  • Mientras está ligado al sitio activo, el sustrato se convierte en el producto de la reacción y luego se separa de la enzima.
  • La unión de un sustrato a una enzima es una interacción selectiva que involucra interacciones no covalentes como enlaces de hidrógeno, enlaces iónicos e interacciones hidrófobas.
  • Las reacciones enzimáticas pueden involucrar uno o varios sustratos simultáneamente.
  • Las enzimas proporcionan un molde para que los sustratos se aproximen y orienten correctamente, mejorando la formación del estado de transición.
  • El modelo inducido describe cómo tanto la enzima como las conformaciones del sustrato cambian cuando se unen.
  • Las enzimas aceleran las reacciones alterando la conformación de los sustratos para acercarlos a un estado de transición.
  • El estrés causado por la distorsión puede ayudar a la conversión de los sustratos debilitando los enlaces.
  • La unión de la enzima estabiliza el estado de transición reduciendo así la cantidad de energía de activación necesaria.
  • Las enzimas se clasifican en diferentes grupos según el tipo de reacción que catalizan.
  • Las oxidorreductasas catalizan reacciones de oxidación-reducción.
  • Las transferasas catalizan la transferencia de grupos funcionales.
  • Las hidrolasas catalizan reacciones hidrolíticas.
  • Las liasas catalizan la ruptura o formación de enlaces sin hidrólisis ni oxidación-reducción.
  • Las isomerasas catalizan la isomerización de moléculas.
  • Las ligasas catalizan la unión de dos moléculas con la ruptura simultánea del ATP.
  • La quimotripsina es una serina proteasa que cataliza la hidrólisis de los enlaces peptídicos en las proteínas.
  • Otros miembros de la familia de las serina proteasas incluyen la tripsina, la elastasa y la trombina.
  • La quimotripsina funciona mejor con aminoácidos hidrófobos mientras que la tripsina funciona mejor con aminoácidos básicos.
  • El sitio activo de las enzimas contiene tres aminoácidos críticos: Ser, His y Asp, que facilitan la hidrólisis del enlace peptídico.
  • Las enzimas requieren moléculas adicionales para participar en la catálisis como grupos prostéticos.
  • Un grupo prostético es un componente no aminoacídico que se une a proteínas heterogéneas con apoproteínas conectadas covalentemente.
  • Varias coenzimas moleculares orgánicas de bajo peso participan en reacciones enzimáticas y funcionan con enzimas para aumentar la velocidad de reacción.
  • Las moléculas de bajo peso molecular que trabajan con enzimas para aumentar la velocidad de reacción se denominan holoenzimas.
  • Las coenzimas actúan como transportadores de diferentes grupos químicos: Nicotinamín adenin dinucleótido. La abreviatura de Nicotinamín adenin dinucleótido es NAD+.

Regulación de la Actividad Enzimática

  • La actividad de las enzimas es modulada en respuesta a las necesidades celulares.
  • La inhibición por retroalimentación es una regulación común en la actividad en la que el producto final inhibe una enzima anterior que está involucrada en su síntesis.
  • El aumento de la concentración del producto inhibe la enzima en la ruta metabólica, deteniendo así su síntesis.
  • Cuando la concentración del producto disminuye, la inhibición en las enzimas disminuye y facilita la actividad.
  • La regulación alostérica se refiere al control de una enzima por la unión de moléculas en sitios distintos al sitio activo.
  • La unión de moléculas reguladoras provoca cambios en la forma del sitio activo lo que afecta la actividad catalítica.
  • La actividad enzimática se puede regular mediante la interacción con otras proteínas y mediante modificaciones covalentes como la adición de grupos fosfato a Ser, Thr o Tyr.
  • La fosforilación es un mecanismo de regulación frecuente que puede estimular o inhibir diversas enzimas.

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Description

Este cuestionario explora la regulación alostérica, fosforilación y mecanismos catalíticos enzimáticos. Evalúa cómo las enzimas influyen en la velocidad de reacción y su papel en los sistemas biológicos. Profundiza en la especificidad enzimática y la importancia de los sitios activos.

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