A ACTIVIDADE ENZIMÁTICA E A FUNCIÓN HORMONAL Profesor Xacobo de Toro Cacharrón. 2008

As enzimas Son proteínas de elevado p.m ou asociación de proteínas con outras moléculas orgánicas ou inorgánicas que catalizan reaccións químicas nos seres vivos. Son globulares Solubeis en líquidos orgánicos e auga Poden actuar de xeito Intracelular Extracelular Actúan a Tª amebnte Son catalizadores, é dicir: substancias que, sen consumirse nunha reacción, aumentan notablemente a súa velocidade. Diminúen a enerxía de activación. Non modifican a constante de equilibrio. Precísanse en pequenas cantidades. Coñécense máis de 2000 enzimas

"A" representa as moléculas reaccionantes, que constitúen o estado inicial. "P" representa os productos ou estado final. A reacción química de A a P é un proceso posible se a enerxía de P é menor que a de A. Pero hai unha barreira de enerxía que os separa; se non é por ela, A non existiría, posto que non sería estable e transformaríase en P. Este escollo é unhabarreira enerxética, a enerxía de activación (Ea), que corresponde ó estado de transición (E. expresada en ca precisa para levar 1 mol de molec. Dunha substancia ate unha determinada Tª).

Enerxía de activación con e sen enzima

Tipos de enzimas

Os principais coenzimas: son ATP, NAD+, NADP+, FAD, Co-A, Vits. A Acti A apoencima recoñece ó substrato e a coenzima intervén na reacción. As coencimas non son específicas a apoenzima si.

Actividade enzimática Un só sustrato: S +E → ES → EP → E +P Dous sustratos A+B+E →ABE →CDE → C+D+E Complexo activado Adsorción por enlaces febles

Zimóxenos ou proenzimas É un precuror enzimático inactivo ata que actúan sobre elas outras enzimas ou ións. Ex: Pesinóxeno +HCl → pepsina Isoenzimas: Enzimas que realizan a mesma función pero que presentan formas moleculares diferentes. Amosan V máx e KM diferentes

5. Centro activo das enzimas Centro activo: rex. da enzima que se une ó sustrato. Constitúen unha rex moi pequena do volume da enzima Teñen estrut. 3D que facilita a anclaxe do sustrato Formado por Aa que quedan próximos tras os plegues da cadea polopeptídica Os radicáis destes Aa amosan afinidade química polo sustrato e estabrecen enlaces febles con él , para faicitar unión e separación cos sustratos e producto Complexo enzima-sustrato

Nas cadeas polipeptídicas dunha enzima distinguimos 3 tiposd e Aa: Aa estruturais. Os máis abondosos e responsables da forma 3ª da enzima e forman o coñecido como apoenzima. Aa de fixación: Atópanse no centro activo da enzima Encargados de establecer enlaces febles co sustrato e fixalo Aa catalizadores: Atópanse no centro activo da enzima Establecen enlaces febles e covalentes fortes co sustrato e conlevan a rotura dalgún dos seus enlaces e a súa transformación

6. Especificidade enzimática Modelo Chave –pechadura (E. Fischer) As enzimas son específicas. Somentes poden fixarse e ser alterados os sustratos que: teñen a forma axeitada. Os que poden estabrecer enlaces cos radicais dos Aa fixadores Amosen enlaces susceptibeis de seren rotos nas proximidades so centro catalítico

Modelo axuste inducido: É válido o anterior pero ademáis, a enzima modifica a forma dos centros activos para axeitarse mellor ó sustrato.

A especificidade pode darse en varios graos: Absoluta: A enzima actúa somentes sobre un só sustrato. Ex: ureasa sobre a urea Especificidade de grupo: Actúa sobre un grupo de moléculas Ex: a β- glucosidasa axtúa sobre os glucósidos Especificidade de clase: Depende do tipo de enlace. Ex: Fosfatasas. Actúan sobre o grupo fosfato de calquera molécula

7. Actividade cinética da actividade enzimática Nunha reacción enzimática onde a [enzima]= cte se aumentamos a [sustrato] aumenta a velocidade da reacción, xa que aumenta a probabilidade de interaccionar sustrato e enzima. A velocidade aumentará ata que todos os enzimas estén ocupados cun sustrato.

7. Actividade cinética da actividade enzimática

8. Factores que afectan á actividade enzimática

Influencia da Tª e pH Influenza da Tª O aumentar E. calorífica as moléculas aumentan a movilidade e por tanto tamén os encontros. Isto aumentará a velocidade de formación do producto Tª óptima é aquela na que a activ enzimática é máxima Se a Tª aumenta por riba dese punto: Dificúltase a unión enzima-sutrato Se a ª é moi elevada pode desnaturalizarse perdendo a estrutura 4 ª e a actividade. Influenza da pH. Amosan 2 valores límite entre os cales son eficaces O ph óptimo é aquel no que a activ enzimática é máxima. Fora dos límtes de pH a enzima se desnaturaliza e perda a actividade O pH depende da proteína xa que influe na ionización dos radicais de sustrato e enzima Ex: A=Pepsina , B= Amilasa V.máx Tª óptima desnaturalización

Inhibidores Sustancias que diminúen ou inhiben a actividade dunha enzima. Ex:penicilina, inhibidor da síntese da parede bacteriana Inhibición: Irreversible: O inhibidor ou “veleno” fíxase de xeito permanente ó centro activo alterando o centro activo Reversible: O inhibidor impide temporalmente o funcioanmento: Competitiva: o inhibidor é similar ó sustrato e compite pola fixación co centro activo. Se o inihibidor fíxase o sustrato non poderá acceder ó centro catalítico ata que os inhibidor se vaia. Isto diminúe a V de reacción e dependerá da [inhibidor] Non competitiva: O inhibidor únese: Ó complexo enzima-sustrato e impide a separación…ou… Únese á enzima impedindo ó aceso do sustrato ó centro activo

Enzimas alostéricas Poden adoitar 2 formas estables diferentes: activa e inactiva. Teñen un centro regulador ó que se pode unir un ligando. Este ligando pode determinar a conformación da enzima, a transición alostérica

Actividade enzimática Un só sustrato: S +E → ES → EP → E +P Dous sustratos A+B+E →ABE →CDE → C+D+E Complexo activado Adsorción por enlaces febles

Zimóxenos ou proenzimas É un precuror enzimático inactivo ata que actúan sobre elas outras enzimas ou ións. Ex: Pesinóxeno +HCl → pepsina Isoenzimas: Enzimas que realizan a mesma función pero que presentan formas moleculares diferentes. Amosan V máx e KM diferentes

5. Centro activo das enzimas Centro activo: rex. da enzima que se une ó sustrato. Constitúen unha rex moi pequena do volume da enzima Teñen estrut. 3D que facilita a anclaxe do sustrato Formado por Aa que quedan próximos tras os plegues da cadea polopeptídica Os radicáis destes Aa amosan afinidade química polo sustrato e estabrecen enlaces febles con él , para faicitar unión e separación cos sustratos e producto Complexo enzima-sustrato

Nas cadeas polipeptídicas dunha enzima distinguimos 3 tiposd e Aa: Aa estruturais. Os máis abondosos e responsables da forma 3ª da enzima e forman o coñecido como apoenzima. Aa de fixación: Atópanse no centro activo da enzima Encargados de establecer enlaces febles co sustrato e fixalo Aa catalizadores: Atópanse no centro activo da enzima Establecen enlaces febles e covalentes fortes co sustrato e conlevan a rotura dalgún dos seus enlaces e a súa transformación

6. Especificidade enzimática Modelo Chave –pechadura (E. Fischer) As enzimas son específicas. Somentes poden fixarse e ser alterados os sustratos que: teñen a forma axeitada. Os que poden estabrecer enlaces cos radicais dos Aa fixadores Amosen enlaces susceptibeis de seren rotos nas proximidades so centro catalítico

Modelo axuste inducido: É válido o anterior pero ademáis, a enzima modifica a forma dos centros activos para axeitarse mellor ó sustrato.

A especificidade pode darse en varios graos: Absoluta: A enzima actúa somentes sobre un só sustrato. Ex: ureasa sobre a urea Especificidade de grupo: Actúa sobre un grupo de moléculas Ex: a β- glucosidasa axtúa sobre os glucósidos Especificidade de clase: Depende do tipo de enlace. Ex: Fosfatasas. Actúan sobre o grupo fosfato de calquera molécula

7. Actividade cinética da actividade enzimática Nunha reacción enzimática onde a [enzima]= cte se aumentamos a [sustrato] aumenta a velocidade da reacción, xa que aumenta a probabilidade de interaccionar sustrato e enzima. A velocidade aumentará ata que todos os enzimas estén ocupados cun sustrato.

8. Factores que afectan á actividade enzimática

Influencia da Tª e pH Influenza da Tª O aumentar E. calorífica as moléculas aumentan a movilidade e por tanto tamén os encontros. Isto aumentará a velocidade de formación do producto Tª óptima é aquela na que a activ enzimática é máxima Se a Tª aumenta por riba dese punto: Dificúltase a unión enzima-sutrato Se a ª é moi elevada pode desnaturalizarse perdendo a estrutura 4 ª e a actividade. Influenza da pH. Amosan 2 valores límite entre os cales son eficaces O ph óptimo é aquel no que a activ enzimática é máxima. Fora dos límtes de pH a enzima se desnaturaliza e perda a actividade O pH depende da proteína xa que influe na ionización dos radicais de sustrato e enzima Ex: A=Pepsina , B= pepsina V.máx Tª óptima desnaturalización

Inhibidores Sustancias que diminúen ou inhiben a actividade dunha enzima. Ex:penicilina, inhibidor da síntese da parede bacteriana Inhibición: Irreversible: O inhibidor ou “veleno” fíxase de xeito permanente ó centro activo alterando o centro activo Reversible: O inhibidor impide temporalmente o funcioanmento: Competitiva: o inhibidor é similar ó sustrato e compite pola fixación co centro activo. Se o inihibidor fíxase o sustrato non poderá acceder ó centro catalítico ata que os inhibidor se vaia. Isto diminúe a V de reacción e dependerá da [inhibidor] Non competitiva: O inhibidor únese: Ó complexo enzima-sustrato e impide a separación…ou… Únese á enzima impedindo ó aceso do sustrato ó centro activo

Enzimas alostéricas Poden adoitar 2 formas estables diferentes: activa e inactiva. Teñen un centro regulador ó que se pode unir un ligando. Este ligando pode determinar a conformación da enzima, a transición alostérica Regulaciónn por inhibición ou feed-back. Enzimas inicialmente activas. Ó producto da súa actividade únese ó centro regulador acutuando como inhibidor e provocando a transición á forma inactiva Regulación po rinducción enzimática Inicialmente inactivas. Algunha sustancia inical fíxase sobre o centro regulador e provoca a tranasición á forma activa.

RESPOSTA

RESPOSTA

RESPOSTA

RESPOSTA

RESPOSTA

10. Cooperativismo Enzimas alostérica: formada por diversos protómeros que posúen un centro activo e un centro regulador (mínimo) Se o ligando ou activador únese ao centro regulador varía a conformación do protómero cara a forma activa. Transmisións alostérica: a activación anterior se transmite aos outros protñomeros activándoos. A velocidade da reacción é que se non hai cooperativismo.

11. Regulación das vías metabólicas Vía metabólica: sucesión das reaccións metabólicas producidas onde se transformará un sustrato nun producto, pasando polas formas intermedias chamadas metabolitos. Vías: Regulación por inhibición ou Feed-back: Sistema multienzimático: A 1ª enzima é alostérica que é inhibida polo producto final, actuando como enzima reguladora

Regulación por modulación da síntese enzimática. O xen que codifica unha determinada enzima que participa nunha ruta metabólica é controlado para modular a velocidade de síntese de dita enzima e deste xeito controlar a velocidade da ruta metabólica. En organismos pluricelulares os principais inductores serán as hormonas

13. Nomenclaturas e clasificación das proteínas Nome do sustrato+nome da coenzima+función que desemprega (se haina) EX: Malonato coenzima-A transferasa Xeralmente só emprégase o nome do sustrato + asa. Ex: Amilasa Segundo a súa función coñécense seis clases:

Oxidoreductasas Catalizan reaccións de oxidorreducción, é dicir, transferencia de hidróxeno (H) ou electróns (e-) dun substrato a outro, segundo a reacción anterior. Por exemplo: 1) Deshidroxenasas: separan hidróxeno dun substrato e cédeno a un aceptor (NAD, NADP, FAD, ...) que se reduce. 2) Oxidasas: captan electróns dun substrato e cédenos ó osíxeno.

Transferasas Catalizan a transferencia dun grupo químico (distinto do hidróxeno) dun substrato a outro, segundo a reacción: Un exemplo é a glicoquinasa, que cataliza a reacción seguinte:

Hidrolasas Catalizan as reaccións de hidrólise: Un exemplo é a lactasa, que cataliza a reacción: Exemplos: Glicosidasas (amilasa, sacarasa, ...): rompen enlaces O-glicosídicos. Esterasas (lipasas): rompen enlaces éster. Proteasas (pepsina, tripsina, ...): rompen enlaces peptídicos. Nucleasas: rompen enlaces fosfodiéster

Liasas Catalizan a adición ou eliminación de grupos funcionais sen hidrólise. Exemplo: 1) Carboxilasas e descarboxilasas: adicionan ou eliminan dióxido de carbono. 2) Aminasas e desaminasas: adicionan ou eliminan grupos amino. 3) Cetolasas: eliminan grupos cetona. 4) Aldolasas: eliminan grupos aldehído.

Isomerasa Catalizan a interconversión de Isómeros. Cambio de posición dalgún gupo dunha posición á outra da molécula

Ligasas ou sintetasas Catalizan a unión de dous substratos con hidrólise simultánea dun nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.):

14. Os coenzimas Coenzima: cofactor orgánico que se une ao apoenzima por enlaces febles no proceso catalítico. Modifícanse durante a reación. Son transportadores de grupos químicos: Doadores ou receptores de grupos químicos Un coenzima pode unirse a distintos tipos de apoenzima Apoenzima: parte proteica da enzima. A unión coenzima –apoenzima é temporal.

Tipos de Coenzimas: Coenzimas de oxidación-reducción. Transportan protóns (H+) e electróns. Oxidación : perda de e- Reducción: gananza de e- NADP+: Nicotín Adenín dinunuceótido fosfato NAD+: Nicotín Adenín dinunuceótido FAD: Flavín Adenín dinucleótido Coenzimas de transferencia Transportan radicais ATP: Adenosín trifosfato: trasnporta grupos fosfato: H2PO4 CoA-SH: Acetil CoenzimaA: transporta grupos acetilo: -CO-COH3

15.Vitaminas Glúcidos ou lípidos sinxelos Actúan como coenzimas Algunhas son sintetizadas en baixas cantidades e outras somentes son incorporadas pola dieta Sintetizadas por plantas e bacterias. As veces os animáis inclúenas nos alimentos en forma de provitaminas, ex Vit A e D. Outras veces son aportadas pola flora microbiana. Ex: Vit K Avitaminosis: carencia dunah vitamina Hipovitaminosis: carencia parcial Hipervitaminosis: Exceso de vitaminas

En función da solubilidade temos: Vitaminas liposolubles: De natureza lipídica. Solubles en disolventes orgánicos. Vits: A, D, E, K Vitaminas hidrosolubles. Solubles na auga. O exceso non causa enfermidade xa que son eliminadas pola ouriña. Vits: complexo B e C

16. Hormonas Substancias químicas producidas polas glándulas endocrinas de secreción interna: Sangue Hemolinfa Zume bruto Son mensaxeiros químicos que actúan sobre un órgano diana que posúe receptores específicos para unhas hormonas concretas. Hormonas: Proteínas Esteroides Aminoácidos Ácidos graxos Función hormonas: Estimular a síntese de determinadas substancias Regular o metabolismo celular Estimular o crecemento e diferenciación celular

Hormonas proteicas: Elevado p.m Non prenetran no medio interno da célula diana

Hormona esteroidea Baixo p.m Liposoluble Atravesan a mb. Plasmática difundindo no citoplasma