TEMA 6. ENZIMOLOGÍA GENERAL PDF

TEMA 6 ENZIMOLOGÍA GENERAL ENZIMAS. NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN PROPIEDADES GENERALES ACTIVIDAD ENZIMÁTICA INHIBICIÓN ENZIMÁTICA ENZIMAS ALOSTÉRICAS ISOENZIMAS COENZIMAS  PROTEÍNAS: ENZI...

TEMA 6 ENZIMOLOGÍA GENERAL ENZIMAS. NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN PROPIEDADES GENERALES ACTIVIDAD ENZIMÁTICA INHIBICIÓN ENZIMÁTICA ENZIMAS ALOSTÉRICAS ISOENZIMAS COENZIMAS  PROTEÍNAS: ENZIMAS ENZIMAS RNA: RIBOZIMAS CATALIZADORES BIOLÓGICOS SUSTRATOS PRODUCTOS Reacción química Degradan nutrientes NOMENCLATURA Transforman formas de energía Sintetizan macromoléculas biológicas Otras transformaciones Las enzimas son necesarias para que las reacciones bioquímicas: Propiedades Se produzcan a una velocidad adecuada para la célula Poder catalítico Se canalicen hacia rutas que sean útiles en Especificidad lugar de hacia reacciones colaterales que despilfarren energía Reversibilidad Pueda regularse la producción de distintas Regulable sustancias según las necesidades NOMENCLATURA ENZIMÁTICA Utilización de nombres triviales Tripsina, pepsina Utilización de la terminación -- ASA Designarlas por el nombre del sustrato y añadirles el sufijo -ASA Ureasa, Arginasa, Fosfatasa Designarlas por el tipo de cambio químico que sufre el sustrato Láctico deshidrogenasa, triglicérido hidrolasa L-lactato:NAD+ oxidorreductasa Clasificación sistemática International Enzyme Commission, fundada en 1956 por el Prof. M. Florkin, (International Union of Biochemistry) NOMENCLATURA ENZIMÁTICA Clasificación sistemática Clase Tipo de reacción 1. Oxidorreductasas Oxidación-reducción 2. Transferasas Transferencia de grupo 3. Hidrolasas Reacciones de hidrólisis (transferencia de grupos funcionales al agua) 4. Liasas Adición o separación de grupos para formar dobles enlaces 5. Isomerasas Isomerización (transferencia intramolecular de grupo) 6. Ligasas Unión de dos sustratos a expensas de la hidrólisis de ATP 7. Translocasas Movimiento de iones o moléculas a través de membranas o separación dentro de las membranas NOMENCLATURA: siglas EC (Enzyme Commission) con cuatro números (clase. subclase. sub-subclase. nº de orden) LISOZIMA EC 3.2.1.17 β(1,4) N-Acetilglucosamina/N-Acetilmurámico Clase: β(1,4) Hidrolasa Enlace glicosídico E.C. 2.7.1.1.: ATP:D-hexosa-6-fosfotrasferasa E.C. 2.7.1.2.: ATP:D-glucosa-6-fosfotrasferasa  2. TRANSFERASAS Que transfieren grupos monocarbonados 2.1 Que transfieren residuos aldehídocos o cetónicos 2.2 Aciltransferasas 2.3 Glicosiltransferasas 2.4 Que transfieren grupos alquilo o arilo, excepto grupos 2.5 metil Que transfieren grupos que contienen N 2.6 Que transfieren grupos que contienen P 2.7 Que transfieren grupos que contienen S 2.8 Que transfieren grupos que contienen Se 2.9 Que transfieren grupos que contienen Mb o W 2.10 6. LIGASAS 6.1 Formadoras de enlaces C-O 6.2 Formadoras de enlaces C-S 6.3 Formadoras de enlaces C-N EC 1.1.1.1: Alcohol deshidrogenasa (Nombre sistemático: Alcohol:NAD+ 6.4 Formadoras de enlaces C-C oxidorreductasa), en donde: 1. Oxidorreductasa 6.5 Formadoras de enlaces ésteres fosfóricos 1. Actúa sobre grupo alcohólico (-CHOH) como donador de e-. 6.6 Formadoras de enlaces N-metal 1. NAD+ o NADP+ como aceptor de e-. 1. Etanol como sustrato específico. EC 2.7.1.1: Hexoquinasa (Nombre sistemático: ATP-D-Hexosa-6- fosfotransferasa ), en donde: 2. Transferasa  CLASES DE ENZIMAS Y PRINCIPALES SUBCLASES 1- OXIDORREDUCTASAS 2- TRANSFERASAS 3-HIDROLASAS Deshidrogenasas Transaldolasa Esterasas Oxidasas Transcetolasa Glucosidasas Reductasas Aciltransferasas Peptidasas Peroxidasas Metiltransferasas Fosfatasas Catalasa Glucosiltransferasas Tiolasas Oxigenasas Fosforribosiltransferasas Fosfolipasas Hidroxilasas Quinasas Amidasas Fosfomutasas Desaminasas Ribonucleasas 4- LIASAS 5-ISOMERASAS 6- LIGASAS Descarboxilasas Racemasas Sintetasas Aldolasas Epimerasas Carboxilasas Hidratasas Isomerasas Deshidratasas Mutasas (no todas) Sintasas Liasas ESPECIFICIDAD ENZIMÁTICA CENTRO ACTIVO El centro activo es una localización tridimensional y supone una porción pequeña con respecto al volumen total Los centros activos pueden incluir a residuos distantes El centro activo es una hendidura de la cual el agua está excluida a no ser que participe en la reacción Residuos NO ESENCIALES (papel) Residuos ESENCIALES - Estructurales - Unión - Catálisis Residuos de unión Los sustratos se unen por fuerzas débiles Citosina Guanina Enlaces electrostáticos Puentes de hidrógeno Fuerzas de van der Waals Interacción por puentes Interacciones hidrofóbicas de hidrógeno entre una Timina Adenina endonucleasa y su sustrato DNA ESPECIFICIDAD ENZIMÁTICA: CENTRO ACTIVO ABSOLUTA: Sustrato RELATIVA: De grupo Esterasa De reacción Éster Ácido Alcohol Estereoespecificidad Modelo “llave-cerradura” (Fisher, 1890) Modelos que describen el acoplamiento Sustrato Centro activo Complejo ES D-glucosa Enzima Modelo “ajuste inducido” (Koshland, 1958) Hexoquinasa Sustrato Complejo ES Antes de la unión Después de la unión Enzima de la glucosa de la glucosa PODER CATALÍTICO Son catalizadores muy eficaces No se altera ni se consume en la reacción global Rendimiento del 100% No hay subproductos N-Acetil-L-fenilalanina-p-nitrofenil ester p-Nitrofenolato Incremento de la velocidad de reacción de algunos enzimas Velocidad Velocidad Incremento Vida media Enzima no catalizada catalizada velocidad no enzimática (kun,s-1) (kcat,s-1) (kcat/kun) OMP Descarboxilasa 78.000.000 años 2,8 x 10-16 39 1,4 x 1017 Nucleasa de estafilococos 130.000 años 1,7 x 10-13 95 5,6 x 1014 AMP nucleosidasa 69.000 años 1,0 x 10-11 60 6,0 x 1012 Carboxipeptidasa A 7.3 años 3,0 x 10-9 578 1,9 x 1011 Cetoesteroide isomerasa 7 semanas 1,7 x 10-7 66.000 3,9 x 1011 Triosa fosfatoisomerasa 1.9 días 4,3 x 10-6 4.300 1,0 x 109 Corismato mutasa 7.4 horas 2,6 x 10-5 50 1,9 x 106 Anhidrasa carbónica 5 segundos 1,3 x 10-1 1 x 106 7,7 x 106  ¿Por qué se aceleran las reacciones catalizadas? Estado de transición Estado de transición Energía libre, G Energía libre, G Sustrato Producto Progreso de la reacción Progreso de la reacción No altera el equilibrio de la reacción sólo la velocidad de reacción  Energía libre, G SIN ENZIMA Sustrato Estado de transición Productos ENZIMA COMPLEMENTARIA AL ESTADO DE TRANSICIÓN Energía libre, G  CINÉTICA ENZIMÁTICA Menten Michaelis 1913, Universidad de Berlín  CINÉTICA ENZIMÁTICA Preequilibrio Producto k1 E+S ES k2 E+P k -1 Complejo enzima-sustrato (intermediario) Fase de afinidad: unión Fase de catálisis: de S al centro activo de E y transformación de S en P y formación del complejo ES recuperación de E Es el paso limitante Constante de disociación del complejo ES Constante catalítica (kcat)  CINÉTICA ENZIMÁTICA ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN Relaciona la velocidad de catálisis con la concentración de sustrato Parte de una serie de supuestos: 1. P no se convierte en S 2. K2