Biomoléculas orgánicas que constituyen las células: biocatalizadores.   Tema 2
Biocatalizadores:  enzimas y vitaminas
<ul><li>19.-  Concepto de Biocatalizador.  </li></ul><ul><li>Enzimas: Definición y características (actividad y especifici...
Concepto de Biocatalizador <ul><li>En las células suceden continuamente innumerables  reacciones químicas de síntesis o de...
Concepto de Biocatalizador <ul><li>En seres pluricelulares, además de este control, existe otro bioquímico denominado  sis...
Concepto de Biocatalizador <ul><li>Los biocatalizadores son de gran importancia para los seres vivos pero estos las necesi...
 
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas son proteínas o asociaciones de proteínas y otras moléculas orgáni...
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>En las reacciones exergónicas las sustancias al reaccionar, desprenden energía...
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Concepto de Biocatalizador Gráfica de las energías de las diferentes fases de una  reacción química .  Los  sustratos prec...
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas, como catalizadores que son,  rebajan la E de activación  aumentan...
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas son  altamente específicas . Generalmente actúan en una sola reacc...
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas pueden no ser activas hasta que sobre ellas actúen otros enzimas o...
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Algunas presentan  isoenzimas , formas moleculares distintas pero que hacen la...
Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>En la cadena polipeptídica de las enzimas se pueden distinguir varios tipos de...
Clasificación de enzimas <ul><li>Según su estructura : </li></ul><ul><ul><li>Enzimas estrictamente proteicas . Sólo contie...
CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS Y MODO DE ACTUACIÓN <ul><li>La parte proteica o  apoenzima  es también, y por las mism...
Coenzimas y cofactores <ul><li>Muchas enzimas precisan para su actuación la presencia de otras sustancias no  proteicas: l...
Coenzimas y cofactores <ul><li>Muchas  vitaminas son coenzimas o forman parte de coenzimas .  </li></ul><ul><li>Las coenzi...
Nomenclatura de enzimas <ul><li>Por último, indicar que las enzimas se nombran añadiendo la terminación  asa , bien al nom...
ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES <ul><li>Coenzimas que intervienen en las reacciones en las que hay transferencias de energía...
ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES Esquema del ATP.
ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES <ul><li>Coenzimas que intervienen en las reacciones en las que hay transferencias de electro...
ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES Esquema del NAD+ -NADP+ . X es un hidrógeno en el NAD+ y un grupo fosfato en el NADP+ .
ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES <ul><li>Coenzimas que intervienen como transportadores de grupos acilo. </li></ul><ul><ul><l...
CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS Y MODO DE ACTUACIÓN <ul><li>En el pasado las enzimas se conocían con el nombre de  fer...
CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS Y MODO DE ACTUACIÓN <ul><li>La  conformación espacial de la parte proteica es la respo...
Centro activo <ul><li>Región de la enzima que se une al sustrato . </li></ul><ul><li>Características: </li></ul><ul><ul><l...
Centro activo
Actividad enzimática <ul><li>En una reacción catalizada por enzima (E), los reactivos se denomina  sustratos  (S)  ,  es d...
Actividad enzimática
Actividad enzimática Reacción con un sustrato Centro activo Sustrato Enzima + Sustrato Enzima Enzima + Productos Complejo ...
Actividad enzimática Reacción con dos sustratos a la vez Sustrato B Sustrato A Enzima Complejo activado Enzima + Producto ...
Actividad enzimática Reacción con dos sustratos sucesivos Sustrato A Enzima Sustrato B Producto C A + E  ->  AE  ->  C + E...
Actividad enzimática
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>Entre E y S existe  alta especificidad . Sólo se fijan a los enzimas los sustratos qu...
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Modelo de complementariedad El S se complementa con el E como una llave y su cerradura. El  m...
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>El  modelo llave-cerradura </li></ul>
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Modelo de ajuste inducido La  E modifica su forma para adaptarse al S . El centro activo adop...
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>Este es el  modelo del ajuste inducido  Sería algo así como un cascanueces, que se ad...
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Modelo de apretón de manos La  E y el S modifican su forma para acoplarse .
 
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>La especificidad puede darse en varios  grados : </li></ul><ul><ul><li>Absoluta : La ...
ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Representación esquemática de la estructura de una enzima.
Cinética enzimática A [E] constante si aumentamos la [S] se produce un aumento de la V de reacción ya que aumenta la proba...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>Las enzimas, como sustancias proteicas que son, van a ver condici...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>Concentración de sustrato. </li></ul><ul><li>Gráfica de Michaelis...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>La temperatura .  </li></ul><ul><li>Como toda reacción química, l...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Variación de la actividad enzimática en función de la temperatura. Efecto...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Efecto del pH Velocidad de reacción pH óptimo pH
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA El pH , que al influir sobre las cargas eléctricas, podrá alterar la estr...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Los inhibidores.  Determinadas sustancias van a poder actuar sobre las en...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA IRREVERSIBLE Inhibidor Centro activo El I se une de forma permanente al c...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>El I se une temporalmente al E </li></ul><ul><li>Se trata de una ...
Inhibición competitiva
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>El I se une a la E y no permite la entrada y fijación del S. </li...
FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>El I se fija al complejo ES e impide la formación de productos. <...
Inhibidores <ul><li>Es frecuente que el inhibidor sea el propio producto de la reacción enzimática o el producto final de ...
Envenenadores <ul><li>Son moléculas que se unen irreversiblemente al centro activo de la enzima impidiendo pernanentemente...
Envenenadores
Los activadores <ul><li>Son sustancias que se unen a la enzima, que se encuentra inactiva, cambiando su estructura espacia...
Vitaminas <ul><li>Moléculas orgánicas de estructura diversa y no común entre ellas, que actúan en diferentes formas y en d...
Vitaminas: clasificación <ul><li>Según solubilidad: </li></ul><ul><ul><li>Vitaminas Hidrosolubles.  Solubles en agua. Difu...
Vitaminas:  Hidrosolubles   <ul><li>Complejo B: Actúan en vías metabólicas y en formación de glóbulos rojos. </li></ul><ul...
Vitaminas:  Hidrosolubles
Vitaminas  liposolubles <ul><li>Vitamina A.  Protege los epitelios y es necesaria para la percepción visual. </li></ul><ul...
Vitaminas  liposolubles
Clasificación de enzimas <ul><li>Los nombres de las enzimas revelan la especificidad de su función: </li></ul><ul><li>Oxid...
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Tema 2 biomoléculas orgánicas biocatalizadores

  1. 1. Biomoléculas orgánicas que constituyen las células: biocatalizadores. Tema 2
  2. 2. Biocatalizadores: enzimas y vitaminas
  3. 3. <ul><li>19.- Concepto de Biocatalizador. </li></ul><ul><li>Enzimas: Definición y características (actividad y especificidad enzimática). </li></ul><ul><li>Factores que regulan la actividad enzimática (concentración de sustrato, Tª, pH, inhibidores y cofactores). </li></ul><ul><li>Las vitaminas: Definición, clasificación (hidrosolubles y liposolubles) y función como coenzimas. </li></ul>
  4. 4. Concepto de Biocatalizador <ul><li>En las células suceden continuamente innumerables reacciones químicas de síntesis o de degradación . </li></ul><ul><li>El control del metabolismo se consigue con los biocatalizadores o enzimas. </li></ul><ul><li>Estas sustancias posibilitan estas reacciones (ya que las sustancias que intervienen son estables y las reacciones suceden a temperatura ambiente) y regulan las vías metabólicas. </li></ul>
  5. 5. Concepto de Biocatalizador <ul><li>En seres pluricelulares, además de este control, existe otro bioquímico denominado sistema hormonal o endocrino . </li></ul><ul><li>Las hormonas actúan sobre determinadas células como mensajeros químicos regulando su metabolismo. </li></ul>
  6. 6. Concepto de Biocatalizador <ul><li>Los biocatalizadores son de gran importancia para los seres vivos pero estos las necesitan en muy pequeña cantidad y nunca tienen funciones energéticas ni estructurales. </li></ul><ul><li>Por esta causa reciben el nombre de biocatalizadores . Son biocatalizadores las vitaminas , las enzimas y las hormonas . </li></ul>
  7. 8. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas son proteínas o asociaciones de proteínas y otras moléculas orgánicas o inorgánicas que actúan catalizando (acelerando) los procesos químicos que se dan en los seres vivos. </li></ul><ul><li>Esto es, actúan facilitando las transformaciones químicas; acelerando considerablemente las reacciones y disminuyendo la energía de activación que muchas reacciones requieren. </li></ul>
  8. 9. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>En las reacciones exergónicas las sustancias al reaccionar, desprenden energía. Se puede comprobar en la gráfica oservando que la energía de los reactivos es superior a la de los productos. </li></ul><ul><li>A pesar de esto la reacción no se da de manera espontánea sino que hay que suministrar energía para debilitar los enlaces de los reactivos y posibilitar su ruptura . Este paso previo necesario (que requiere energía) se denomina estado de transición . </li></ul><ul><li>La energía necesaria para alcanzar el estado de transición se denomina energía de activación . </li></ul><ul><li>Los catalizadores actúan disminuyendo esta energía de activación . </li></ul>
  9. 10. Concepto de Biocatalizador: enzimas Para lanzar en poco tiempo muchos objetos por la ventana se puede aumentar el número de trabajadores o rebajar el dintel de la ventana. De igual forma, para acelerar una reacción química se pueden calentar los reactivos o añadir un catalizador, es decir, una sustancia que disminuya la energía de activación necesaria para llegar al estado de transición
  10. 11. Concepto de Biocatalizador Gráfica de las energías de las diferentes fases de una reacción química . Los sustratos precisan mucha energía para alcanzar el estado de transición , pero una vez alcanzado, se transforman en productos. La enzima estabiliza el estado de transición, reduciendo la energía necesaria para formar los productos .
  11. 12. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas, como catalizadores que son, rebajan la E de activación aumentando y acelerando la velocidad de reacción . </li></ul><ul><li>La mayoría de enzimas son proteínas globulares , son por tanto solubles en agua y pueden actuar dentro o fuera de las células. </li></ul><ul><li>Las enzimas no se transforman , recuperándose intactas al final del proceso ( no se consumen ). </li></ul><ul><li>La rapidez de actuación de las enzimas y el hecho de que se recuperen intactas para poder actuar de nuevo es la razón de que se necesiten en pequeñísimas cantidades . </li></ul>
  12. 13. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas son altamente específicas . Generalmente actúan en una sola reacción. </li></ul><ul><li>Actúan a temperatura del ser vivo . </li></ul><ul><li>Tienen alta actividad . Aumentan la velocidad de reacción en más de un millón de veces. </li></ul><ul><li>Masa molecular muy elevada . </li></ul>
  13. 14. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Las enzimas pueden no ser activas hasta que sobre ellas actúen otros enzimas o iones, entonces se denominan zimógenos o proenzimas </li></ul>
  14. 15. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>Algunas presentan isoenzimas , formas moleculares distintas pero que hacen la misma función en otra etapa de la vida o en otro órgano. </li></ul>
  15. 16. Concepto de Biocatalizador: enzimas <ul><li>En la cadena polipeptídica de las enzimas se pueden distinguir varios tipos de aminoácidos: </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>AA estructurales </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>AA de fijación </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>AA catalíticos. </li></ul></ul></ul></ul>
  16. 17. Clasificación de enzimas <ul><li>Según su estructura : </li></ul><ul><ul><li>Enzimas estrictamente proteicas . Sólo contienen cadenas polipeptídicas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Holoenzimas : Con una parte polipeptídica llamada apoenzima y una parte no polipeptídica llamada cofactor que puede ser inorgánico ( iones metálicos) u orgánico (coenzima) . </li></ul></ul><ul><li>Si el cofactor se une fuertemente al apoenzima entonces se llama grupo prostético. </li></ul>
  17. 18. CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS Y MODO DE ACTUACIÓN <ul><li>La parte proteica o apoenzima es también, y por las mismas razones, la que determina la especificidad de la enzima. Así, la sacarasa actúa sobre la sacarosa por ser esta la única molécula que se adapta al centro activo. </li></ul>
  18. 19. Coenzimas y cofactores <ul><li>Muchas enzimas precisan para su actuación la presencia de otras sustancias no proteicas: los cofactores . </li></ul><ul><li>Químicamente son sustancias muy variadas. En algunos casos se trata de simples iones, cationes en particular, como el Mg+ + ( quinasas), o el Zn+ + (carboxipeptidasas) En otros, son sustancias orgánicas mucho más complejas, en cuyo caso se llaman coenzimas como el ATP, NAD+, NADP+, FAD, CoA. </li></ul>
  19. 20. Coenzimas y cofactores <ul><li>Muchas vitaminas son coenzimas o forman parte de coenzimas . </li></ul><ul><li>Las coenzimas son imprescindibles para que la enzima actúe . Suelen, además, ser las responsables de la actividad química de la enzima. </li></ul><ul><li>Así, muchas reacciones de oxidación precisan del NAD+ , que es el que capta los electrones y sin su presencia la enzima no puede actuar. </li></ul><ul><li>Otro ejemplo lo tenemos en las reacciones que necesitan energía en las que actúa como coenzima el ATP. </li></ul>
  20. 21. Nomenclatura de enzimas <ul><li>Por último, indicar que las enzimas se nombran añadiendo la terminación asa , bien al nombre del substrato sobre el que actúan (sacarasa), al tipo de actuación que realizan (hidrolasas), o ambos (ADN polimerasa). </li></ul>
  21. 22. ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES <ul><li>Coenzimas que intervienen en las reacciones en las que hay transferencias de energía: </li></ul><ul><ul><li>*ATP (adenosina-5'-trifosfato): Adenina-Ribosa- P-P-P </li></ul></ul><ul><ul><li>*ADP (adenosina-5'-difosfato): Adenina-Ribosa- P-P. </li></ul></ul>
  22. 23. ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES Esquema del ATP.
  23. 24. ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES <ul><li>Coenzimas que intervienen en las reacciones en las que hay transferencias de electrones: </li></ul><ul><ul><li>* NAD+ (Nicotinamín adenín dinucleótido). Se trata de un dinucleótido formado por: Nicotinamida-Ribosa-P-P-Ribosa-Adenina. </li></ul></ul><ul><ul><li>* NADP+ (Nicotinamín adenín dinucleótido fosfato). Similar NAD+ pero con un grupo fosfato más esterificando el HO- del carbono 2 de la ribosa unida a la adenina. </li></ul></ul><ul><ul><li>* FAD (Flavín adenín dinucleótido). Similar al NAD pero conteniendo riboflavina (otra de las vitaminas del complejo B2) en lugar de nicotinamida. </li></ul></ul>
  24. 25. ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES Esquema del NAD+ -NADP+ . X es un hidrógeno en el NAD+ y un grupo fosfato en el NADP+ .
  25. 26. ALGUNAS COENZIMAS IMPORTANTES <ul><li>Coenzimas que intervienen como transportadores de grupos acilo. </li></ul><ul><ul><li>Coenzima A . Coenzima de estructura compleja y de la que forma parte el ácido pantoténico (otra de las vitaminas del complejo B2). </li></ul></ul>
  26. 27. CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS Y MODO DE ACTUACIÓN <ul><li>En el pasado las enzimas se conocían con el nombre de fermentos , porque los primeros enzimas estudiados fueron los fermentos de las levaduras y de las bacterias. </li></ul><ul><li>En la actualidad el término fermento se aplica únicamente a las enzimas que las bacterias, hongos y levaduras vierten al exterior para realizar determinadas trasformaciones: las fermentaciones . </li></ul>
  27. 28. CONSTITUCIÓN QUÍMICA DE LAS ENZIMAS Y MODO DE ACTUACIÓN <ul><li>La conformación espacial de la parte proteica es la responsable de la función que realiza la enzima . Para ello la sustancia o sustancias que van a reaccionar y transformarse se unen a la enzima en una zona que llamaremos centro activo y son las interacciones químicas entre los restos de los aminoácidos presentes en el centro activo y el substrato o los substratos las responsables de la transformación y de la formación del llamado complejo enzima-sustrato, unión que debilita los enlaces del sustrato . Después se formará el complejo activado que es el estado de transición del complejo enzima sustrato . Al terminar la transformación se transformará en complejo enzima-producto del que el producto finalmente se desprende recuperándose la enzima intacta. </li></ul>
  28. 29. Centro activo <ul><li>Región de la enzima que se une al sustrato . </li></ul><ul><li>Características: </li></ul><ul><ul><li>Parte pequeña respecto al volumen total de la enzima. </li></ul></ul><ul><ul><li>Estructura tridimensional específica. </li></ul></ul><ul><ul><li>Formado por AA de fijación y catalizadores que se unen al sustrato por enlaces (débiles o fuertes) provocando la ruptura de sus enlaces y que pueden tener afinidad por el sustrato. </li></ul></ul>
  29. 30. Centro activo
  30. 31. Actividad enzimática <ul><li>En una reacción catalizada por enzima (E), los reactivos se denomina sustratos (S) , es decir la sustancia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y se convierte en uno o más productos (P). Como esta reacción es reversible  se expresa de la siguiente manera: </li></ul>
  31. 32. Actividad enzimática
  32. 33. Actividad enzimática Reacción con un sustrato Centro activo Sustrato Enzima + Sustrato Enzima Enzima + Productos Complejo activado Producto B S + E -> ES -> E + P Producto A La enzima E fija al sustrato a su superficie de adsorción. Al final se libera la enzima E intacta y el producto P
  33. 34. Actividad enzimática Reacción con dos sustratos a la vez Sustrato B Sustrato A Enzima Complejo activado Enzima + Producto Producto C A + B + E -> ABE -> CDE -> C + D + E Producto D La enzima E atrae a las sustancias reaccionantes A y B, por adsorción. Una vez realizada la transformación de los sustratos en los productos C y D, la enzima E se libera rápidamente para actuar de nuevo.
  34. 35. Actividad enzimática Reacción con dos sustratos sucesivos Sustrato A Enzima Sustrato B Producto C A + E -> AE -> C + E’// B + E’ -> D + E Producto D La enzima atrae primero a un sustrato que se desprende de la enzima menos una parte. Luego atrae a un segundo sustrato que se une a la parte del primer sustrato. Mecanismo de ping-pong.
  35. 36. Actividad enzimática
  36. 37. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>Entre E y S existe alta especificidad . Sólo se fijan a los enzimas los sustratos que pueden establecer algún enlace con los aminoácidos fijadores. La especificidad entre E y S se puede representar de diferentes formas. </li></ul><ul><li>Sólo aquellos S que presenten un enlace susceptible de ruptura próximo a los aa catalizadores pueden ser alterados. </li></ul>
  37. 38. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Modelo de complementariedad El S se complementa con el E como una llave y su cerradura. El modelo llave-cerradura supone que la estructura del sustrato y la del centro activo son complementarias, de la misma forma que una llave encaja en una cerradura. Este modelo es válido en muchos casos, pero no es siempre correcto.
  38. 39. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>El modelo llave-cerradura </li></ul>
  39. 40. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Modelo de ajuste inducido La E modifica su forma para adaptarse al S . El centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato. La unión del sustrato al centro activo del enzima desencadena un cambio conformacional que da lugar a la formación del producto. Sería algo así como un cascanueces, que se adapta al contorno de la nuez.
  40. 41. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>Este es el modelo del ajuste inducido Sería algo así como un cascanueces, que se adapta al contorno de la nuez. </li></ul>
  41. 42. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Modelo de apretón de manos La E y el S modifican su forma para acoplarse .
  42. 44. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS <ul><li>La especificidad puede darse en varios grados : </li></ul><ul><ul><li>Absoluta : La E actúa sólo sobre un S . Ej: la ureasa actúa sobre la urea. </li></ul></ul><ul><ul><li>De grupo : La E reconoce un determinado grupo de moléculas . Ej: β -glucosidasa que actúa sobre las moléculas del grupo β -glucósidos. </li></ul></ul><ul><ul><li>De clase . La actuación de E depende del tipo de enlace y no del tipo de molécula . Ej: fosfatasas que separan grupos de fosfato de cualquier molécula, las lipasas que hidrolizan los enlaces éster en los lípidos. </li></ul></ul>
  43. 45. ESPECIFICIDAD DE LAS ENZIMAS Representación esquemática de la estructura de una enzima.
  44. 46. Cinética enzimática A [E] constante si aumentamos la [S] se produce un aumento de la V de reacción ya que aumenta la probabilidad de encuentros E y S. Si se sigue aumentando [S] se llega a un punto donde la V deja de incrementarse (Vmáxima) ya que todas las moléculas de E están unidas a sustrato (E saturada). Michaelis y Menten definieron la constante KM (constante de Michaelis-Menten) que se define como la [S] para la cual la la V de reacción es la mitad de la Vmáxima. KM depende de la afinidad entre E y S. Velocidad de reacción Concentración del sustrato [S] V máx ½ V máx K M
  45. 47. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>Las enzimas, como sustancias proteicas que son, van a ver condicionada su actuación por determinados factores físicos y químicos. </li></ul><ul><li>Algunos de estos factores son: </li></ul><ul><ul><ul><li>Concentración de sustrato </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tª </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>pH </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Inhibidores </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cofactores </li></ul></ul></ul>
  46. 48. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>Concentración de sustrato. </li></ul><ul><li>Gráfica de Michaelis_Menten que muestra la variación de la actividad enzimática con la concentración de sustrato. Esta gráfica demuestra la formación de un complejo enzimasustrato. </li></ul>Velocidad de reacción Concentración del sustrato [S] V máx ½ V máx K M
  47. 49. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>La temperatura . </li></ul><ul><li>Como toda reacción química, las reacciones catalizadas enzimáticamente siguen la regla de Van t'Hoff. Según la cual, por cada 10ºC de aumento de temperatura, la velocidad de la reacción se duplica , ya que al aumentar T aumenta la agitación molecular que hace auemntar el número de encuentros entre E y S . </li></ul><ul><li>No obstante, las enzimas tienen una temperatura óptima . En el hombre, y en los animales homeotermos como el hombre, esta temperatura óptima coincide con la temperatura normal del organismo. </li></ul><ul><li>Los enzimas, como proteínas que son, se desnaturalizan a elevadas temperaturas . </li></ul>
  48. 50. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Variación de la actividad enzimática en función de la temperatura. Efecto de la temperatura Velocidad de reacción Temperatura ºC Temperatura óptima
  49. 51. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Efecto del pH Velocidad de reacción pH óptimo pH
  50. 52. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA El pH , que al influir sobre las cargas eléctricas, podrá alterar la estructura del centro activo y por lo tanto también influirá sobre la actividad enzimática. Variación de la actividad enzimática en función del pH de dos enzimas.
  51. 53. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Los inhibidores. Determinadas sustancias van a poder actuar sobre las enzimas disminuyendo o impidiendo su actuación. Estas sustancias son los inhibidores. Se trata de moléculas que se unen a la enzima impidiendo que ésta actúe sobre el substrato.
  52. 54. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA IRREVERSIBLE Inhibidor Centro activo El I se une de forma permanente al centro activo del E y lo inutiliza.
  53. 55. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>El I se une temporalmente al E </li></ul><ul><li>Se trata de una inhibición que depende de la concentración de sustrato y de inhibidor. </li></ul>IRREVERSIBLE COMPETITIVA
  54. 56. Inhibición competitiva
  55. 57. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>El I se une a la E y no permite la entrada y fijación del S. </li></ul><ul><li>El I se une a un punto diferente del centro activo pero con su actuación lo modifica lo suficiente para que, aunque se puedan unir la E y el S, la catálisis no se produzca o la velocidad de ésta disminuya. </li></ul><ul><li>Este tipo de inhibición no depende de la concentración de sustrato. </li></ul>IRREVERSIBLE NO COMPETITIVA
  56. 58. FACTORES QUE CONDICIONAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA <ul><li>El I se fija al complejo ES e impide la formación de productos. </li></ul>BLOQUEO COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO
  57. 59. Inhibidores <ul><li>Es frecuente que el inhibidor sea el propio producto de la reacción enzimática o el producto final de una cadena de reacciones. </li></ul><ul><li>Cuando se trata del producto final, recibe el nombre de retrorregulación o feedback . </li></ul>
  58. 60. Envenenadores <ul><li>Son moléculas que se unen irreversiblemente al centro activo de la enzima impidiendo pernanentemente que esta actúe. </li></ul><ul><li>Muchos tóxicos y venenos tienen este modo de actuación. </li></ul>
  59. 61. Envenenadores
  60. 62. Los activadores <ul><li>Son sustancias que se unen a la enzima, que se encuentra inactiva, cambiando su estructura espacial activándola. </li></ul>
  61. 63. Vitaminas <ul><li>Moléculas orgánicas de estructura diversa y no común entre ellas, que actúan en diferentes formas y en diferentes niveles dentro de la fisiología celular, que, en general, no son sintetizadas por el organismo humano , por lo tanto, deben ser ingeridas en cantidades mínimas a través de los alimentos. </li></ul>
  62. 64. Vitaminas: clasificación <ul><li>Según solubilidad: </li></ul><ul><ul><li>Vitaminas Hidrosolubles. Solubles en agua. Difunden bien en sangre. Actúan como coenzimas o precursores de coenzimas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Vitaminas liposolubles. Naturaleza lipídica. Solubles en disolventes orgánicos. No suelen ser cofactores o precursores. </li></ul></ul>
  63. 65. Vitaminas: Hidrosolubles <ul><li>Complejo B: Actúan en vías metabólicas y en formación de glóbulos rojos. </li></ul><ul><ul><li>Vitamina B1 (pirofosfato de tiamina TPP). Metabolismo de glúcidos y lípidos. </li></ul></ul><ul><ul><li>Vitamina B2 (Riboflavina) forma parte de los coenzimas FAD y FMN que actúan en el Ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria. </li></ul></ul><ul><ul><li>Vitamina B3 (Niacina). Forma parte del coenzima NAD que actúa en la oxidación de glúcidos y proteínas y del coenzima NADP que actúa en la fotosíntesis. </li></ul></ul><ul><ul><li>Vitamina B5. Acido pantoténico. Forma parte de la coenzima A que participa en el metabolismo de los ácidos grasos y del pirúvico. </li></ul></ul><ul><li>Vitamina C (Acido ascórbico). Interviene en la síntesis de colágeno y actúa como cofactor de reacciones de hidroxilación. </li></ul>
  64. 66. Vitaminas: Hidrosolubles
  65. 67. Vitaminas liposolubles <ul><li>Vitamina A. Protege los epitelios y es necesaria para la percepción visual. </li></ul><ul><li>Vitamina D. Regula absorción de calcio. Para su síntesis necesita la insolación de la piel. </li></ul><ul><li>Vitamina E. Actúa como antioxidante al impedir que el oxígeno destruya los enlaces dobles de los ácidos insaturados. </li></ul><ul><li>Vitamina K. Actúa en la protrombina, molécula precursora de la trombina, necesaria para la coagulación de la sangre. </li></ul>
  66. 68. Vitaminas liposolubles
  67. 69. Clasificación de enzimas <ul><li>Los nombres de las enzimas revelan la especificidad de su función: </li></ul><ul><li>Oxido-reductasas : catalizan reacciones de oxido-reducción, las que implican la ganancia (o reducción) o pérdida de electrones (u oxidación). Las más importantes son las deshidrogenasas y las oxidasas </li></ul><ul><li>Transferasas : transfieren grupos funcionales de una molécula a otra. Ej.: quinasas; transfieren fosfatos del ATP a otra molécula. </li></ul><ul><li>Hidrolasas : rompen varios tipos de enlaces introduciendo radicales -H y -OH. </li></ul><ul><li>Liasas : adicionan grupos funcionales a los dobles enlaces. </li></ul><ul><li>Isomerasas : convierten los sustratos isómeros unos en otros. </li></ul><ul><li>Ligasas o Sintasas: forman diversos tipos de enlaces aprovechando la energía de la ruptura del ATP. Ej: polimerasas </li></ul>
  68. 70. Clasificación de enzimas

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