Exposicion enfocada en los principios basicos y elementales de las enzimas corporales, buscando la importancia biomedica y enfatizando su funcion en el funcionamiento humano

1. ENZIMAS
Mecanismo de Acción

2. Temario
02
LAS ENZIMAS SON CATALIZADORES
ALTAMENTE ESPECIFICOS Y
EFECTIVOS
06
LAS ENZIMAS EMPLEAN MÚLTIPLES
MECANISMOS PARA FACILITAR LA
CATÁLISIS.
03
CLASIFICACION POR TIPO DE
REACCIÓN
07
LOS SUSTRATOS INDUCEN
CAMBIOS CONFORMACIONALES
EN LAS ENZIMA.
04
GRUPOS
PROSTÉTICOS,COFACTORES Y
COENZIMAS
08
LA PROTEASA DEL VIH
ILUSTRA LA CATÁLISIS ÁCIDO-BASE.
01
ENZIMAS, IMPORTANCIA BIOMEDICA
05
LA CATALISIS OCURRE EN EL SITIO
ACTIVO.
10
LOS RESIDUOS CATALÍTICOS
SON ALTAMENTE CONSERVADOS.
14
LAS ENZIMAS FACILITAN EL
DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES
GENÉTICAS E INFECCIOSAS.
11
LAS ISOZIMAS SON FORMAS DE
ENZIMAS DISTINTAS QUE CATALIZAN
LA MISMA REACCIÓN.
15
El DNA RECOMBINANTE
PROPORCIONA UNA HERRAMIENTA
IMPORTANTE PARA EL ESTUDIO
DE LAS ENZIMAS.
12
LA ACTIVIDAD CATALÍTICA
DE LAS ENZIMAS FACILITA
SU DETECCIÓN.
16
RIBOZIMAS: ARTEFACTOS
DEL MUNDO DEL RNA.
09
LA QUIMOTRIPSINA Y LA
FRUCTOSA-2,6-BISFOSFATASA
ILUSTRAN LA CATÁLISIS COVALENTE
13
EL ANÁLISIS DE DETERMINADAS
ENZIMAS DE DIAGNÓSTICO DE SIDA.

3. ENZIMA
Las enzimas son catalizadores
proteicos que aceleran la velocidad
de una reacción química

4. Aportando energia en base a
los nutrientes
Descomposición
importancia
biomedica Importancia
PARTICIPAN
Proteínas, DNA, membranas,
células y tejidos
Ensamblaje
Potenciar la motilidad celular, la
función neuronal y la contracción
muscular
Aprovechamiento Energetico
RNA ribosomales y moléculas de RNA
imbuidas con actividad de
endonucleasa o nucleótido ligasa
Excepciones
Muchas condiciones patológicas son consecuencia
directa de cambios en la cantidad o en la actividad
catalítica de enzimas claves

5. LAS ENZIMAS SON
CATALIZADORES
ALTAMENTE ESPECÍFICOS
Y EFECTIVOS

6. PROPIEDADES
Las enzimas son específicas no sólo
para el tipo de reacción catalizada,
sino también para un único sustrato o
un pequeño conjunto de sustratos muy
relacionados
Aumentan las velocidades de la
reacción no catalizada
correspondiente por factores de 10 o
más
6

7. Se divide en 6 tipos
Hidrolasas: enzimas que
catalizan la escisión
hidrolítica de C—C, C—O,
C—N y otros enlaces
covalentes.
Transferasas: enzimas
que catalizan la
transferencia de restos,
tales como grupos
glucosilo, metilo o
fosforilo.
Isomerasas: enzimas
que catalizan cambios
geométricos o
estructurales dentro de
una molécula
1. Oxidorreductasas:
enzimas que catalizan
oxidaciones y reducciones
Ligasas: enzimas que
catalizan la unión (ligadura)
de dos moléculas en
reacciones acopladas a la
hidrólisis del ATP
Liasas: enzimas que
catalizan la escisión de
C—C, C—O, C—N y otros
enlaces covalentes por
eliminación de átomos,
generando dobles
enlaces.

8. GRUPOS PROSTÉTICOS,
COFACTORES Y
COENZIMAS JUEGAN
IMPORTANTES
FUNCIONES EN LA
CATÁLISIS

9. GRUPOS
PROSTETICOS
Los grupos prostéticos denominados,
cofactores y coenzimas, amplían el
repertorio de capacidades catalíticas
más allá de las proporcionadas por los
grupos funcionales presentes en las
cadenas laterales de aminoacidos de
los péptidos.

10. GRUPOS
PROTESTICOS
Los metales también pueden facilitar la
unión y orientación de los sustratos, la
formación de enlaces covalentes con los
intermedios de reacción o actuando
como ácidos o bases de Lewis para
hacer sustratos más electrofílicos
(pobres en electrones) o nucleofílicos
(rico en electrones), y por tanto más
reactivos.

11. Cofactores asociados
reversiblemente con enzimas
o sustratos
Los cofactores se unen débil y
transitoriamente a sus enzimas o
sustratos afines, formando complejos
disociables. Por tanto, a diferencia de los
grupos prostéticos asociados, los
cofactores deben estar presentes en el
ambiente circundante para promover la
formación de complejos, a fin de que
ocurra la catálisis
.

12. Las coenzimas sirven como
transbordadores de sustrato
Las coenzimas sirven como
medios reciclables que
transportan muchos sustratos
desde un punto dentro de la
célula a otro. La función de
estos transbordadores es doble.
En primer lugar, estabilizan
especies como los átomos de
hidrógeno (FADH2). En segundo
lugar, aumentan el número de
puntos de contacto entre el
sustrato y la enzima

13. LA CATÁLISIS OCURRE
EN EL SITIO ACTIVO
Las enzimas y sus sustratos interactúan para formar un complejo
enzima-sustrato cuya estabilidad térmica es mayor que la de la
propia enzima

14. Analogia
La analogía de las enzimas es
que “la cerradura” está
formada por una hendidura o
bolsa en la superficie de la
enzima llamada sitio activo

15. LAS ENZIMAS EMPLEAN
MÚLTIPLES
MECANISMOS PARA FACILITAR
LA CATÁLISIS
Las enzimas usan combinaciones de cuatro mecanismos generales para
lograr mejoras dramáticas de las tasas de reacciones químicas.

16. Catálisis por proximidad.
Para que las moléculas interactúen,
deben estar dentro de la distancia de
formación de enlaces entre sí. Cuanto
mayor sea su concentración, más
frecuentemente se encontrarán entre sí, y
mayor será la velocidad a la que
reaccionan.

17. Catálisis ácido-base
se refiere a reacciones para las cuales
los únicos ácidos o bases que participan
son protones o iones de hidróxido.

18. Catálisis por tensión
Para la catálisis de las reacciones líticas, que implica romper un
enlace covalente, las enzimas normalmente se unen a sus
sustratos en una conformación que debilita el enlace dirigido a la
escisión a través de la distorsión física y la polarización
electrónica. Esta conformación tensada imita a la del estado
intermedio de transición, una especie transitoria que representa el
punto intermedio en la transformación de sustratos a productos.

19. Catálisis covalente
El proceso de catálisis covalente implica la formación de un enlace
covalente entre la enzima y uno o más sustratos. La enzima modi- ficada
se convierte así en un reactivo. La catálisis covalente propor- ciona una
nueva vía de reacción cuya energía de activación es más baja que las
vías disponibles en una solución homogénea.

20. LOS SUSTRATOS INDUCEN
CAMBIOS
CONFORMACIONALES
EN LAS ENZIMAS

21. Según el modelo de ajuste inducido de Daniel Koshland, establece que a
medida que los sus- tratos se unen a una enzima, inducen un cambio
conformacional que es análogo a colocar una mano (sustrato) en un
guante (enzima)

22. LA PROTEASA DEL VIH
ILUSTRA LA CATÁLISIS
ÁCIDO-BASE

23. Las enzimas de la
familia de las
proteasas
aspárticas
comparten un
mecanismo
común que
emplea dos
residuos de
aspartilo
conservados
como
catalizadores
ácido-base.

24. LA QUIMOTRIPSINA Y LA
FRUCTOSA-2,6-BISFOSFATASA
ILUSTRAN LA CATÁLISIS
COVALENTE

25. La catálisispor la serina proteasa
quimotripsina implica la formación de un
intermediario covalente de acilo-enzima. Un
residuo de seril conservado, serina 195, se
activa a través de interacciones con
histidina 57 y aspartato 102. Si bien estos tres
residuos están muy separados en la
estructura primaria, en el sitio activo de la
proteína madura plegada residen dentro de
la distancia de formación de enlaces entre
sí. Alineado en el orden Asp 102-His 57-Ser
195, este trío forma una red enlazada de
carga que actúa como “transbordador de
protones”.
Quimotripsin
a

26. Fructosa-2,6-
bisfosfatasa
La fructosa-2,6-bisfosfatasa, una enzima
reguladora de la gluco- neogénesis, cataliza la
liberación hidrolítica del fosfato en el carbono 2 de
la fructosa-2,6-bisfosfato.
La catálisis impli- ca una “tríada catalítica”
que consiste en un Glu y dos residuos de His,
de los cuales un His forma un intermediario
fosfohistidilo co- valente.

27. LOS RESIDUOS CATALÍTICOS
SON ALTAMENTE
CONSERVADOS

28. Los miembros de una familia de enzimas tales como las proteasas
aspárticas o de serina emplean un mecanismo similar para
catalizar un tipo de reacción común, pero actúan sobre diferentes
sustratos. La mayoría de las familias de enzimas parecen haber
surgido a través de eventos de duplicación de genes que crearon
una segunda copia del gen que codifica una enzima particular.

29. LAS ISOZIMAS SON FORMAS DE
ENZIMAS DISTINTAS QUE
CATALIZAN LA MISMA
REACCIÓN.
Son formas moleculares
múltiples de las enzimas que
tienen funciones idénticas o
similares y están presentes en
el mismo individuo (Market y
Moller, 1959).

30. LAS ISOZIMAS SON FORMAS DE
ENZIMAS DISTINTAS QUE
CATALIZAN LA MISMA
REACCIÓN.
Los organismos superiores a
menudo elaboran varias
versiones físicamente distintas
de una enzima determinada,
cada una de las
cuales catalizan la misma
reacción

31. Las isozimas que catalizan las reacciones idénticas pueden mejorar la
supervivencia al proporcionar una copia “de seguridad” de una enzima
esencial.

32. LA ACTIVIDAD CATALÍTICA
DE LAS ENZIMAS FACILITA
SU DETECCIÓN
Actividad catalítica:
Capacidad de transformar rápidamente miles de moléculas de un
sustrato específico en productos.
Es difícil determinar la presencia y abundancia de enzimas en las
células ya que son cantidades muy pequeñas
Sin embargo su actividad catalítica influye en la capacidad de
amplificar su presencia

33. LA ACTIVIDAD CATALÍTICA
DE LAS ENZIMAS FACILITA
SU DETECCIÓN
En condiciones apropiadas, la
velocidad de la reacción
catalítica es proporcional a la
cantidad de enzimas presentes, lo
que permite determinar su
concentración.

34. Tradicionalmente tomábamos un grupo
grande de moleculas de enzimas con el fin
de obtener cantidades medibles de producto.
Los datos obtenidos reflejan un promedio de
la actividad individual de las enzimas en
múltiples ciclos de catálisis.
Ahora gracias a los avances
nanotecnologicos podemos medir la tasa de
eventos catalíticos individuales.
Enzimología de una sola molécula

35. Las enzimas son objetivos frecuentes
para el desarrollo de fármacos y
otros agentes terapéuticos. Éstos
generalmente toman la forma de
inhibidores de enzimas. El
descubrimiento de nuevos fármacos
se ve facilitado en gran medida
cuando se puede analizar
simultáneamente un gran número de
farmacóforos
potenciales de forma rápida y
automática.
El descubrimiento de fármacos requiere
ensayos enzimáticos adecuados para el
cribado de alto rendimiento

37. EL ANÁLISIS DE
DETERMINADAS
ENZIMAS DE
DIAGNÓSTICO DE SIDA

38. El análisis de las enzimas en el
plasma sanguíneo ha jugado un
papel central en el diagnóstico de
varios procesos de la enfermedad.
El análisis cuantitativo de la actividad
de las enzimas liberadas u otras
proteínas en plasma, suero, orina o
en varias células, proporciona
información sobre el diagnóstico, el
pronóstico y la respuesta al
tratamiento.
EL ANÁLISIS DE DETERMINADAS
ENZIMAS DE DIAGNÓSTICO DE SIDA

39. BIOMARCADORES
Los biomarcadores son
considerados como moléculas,
proteínas o enzimas medibles
en plasma, que proporcionan
un valor diagnóstico y
pronóstico independiente que
refleja un estado de
enfermedad o trastorno
subyacente.

40. La troponina plasmática constituye el
marcador de diagnóstico actualmente
preferido para un MI
Los niveles de troponina aumentan de
2 a 6 horas después de un infarto de
miocardio y permanecen elevados
durante 4 a 10 días. Las mediciones
inmunológicas de los niveles
plasmáticos de troponinas cardiacas I
y T proporcionan indicadores sensibles
y específicos de daño al músculo
cardiaco. Dado que otras fuentes de
daño del músculo cardiaco también
elevan los niveles de troponina sérica,
las troponinas cardiacas proporcionan
un marcador general de lesión
cardiaca.

41. LAS ENZIMAS FACILITAN
EL DIAGNÓSTICO DE
ENFERMEDADES GENÉTICAS
E INFECCIOSAS
Existen diversas técnicas de diagnóstico que aprovechan la
especificidad y la eficacia de las enzimas que actúan sobre los
oligonucleótidos, como el ADN.

42. RFLP
Los polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción
(RFLP) se utilizan actualmente para facilitar la detección
prenatal de una serie de trastornos hereditarios, que incluyen:
•rasgo drepanocítico
•betatalasemia
•fenilcetonuria infantil
•enfermedad de Huntington.

43. RIBOZIMAS:
ARTEFACTOS DEL
MUNDO DEL RNA
El ribosoma fue la primera "máquina molecular" reconocida.

44. RIBOSOMA
Un ribosoma es una estructura
intercelular formada por ARN y
proteínas, y es el sitio en el que
ocurre la síntesis proteica en las
células. El ribosoma lee la
secuencia del ARN mensajero
(ARNm) y traduce ese código
genético en una serie
especificada de aminoácidos,
que crece y forma cadenas
largas que se pliegan y forman
proteínas.

46. ARN
La hipótesis del mundo del ARN
El descubrimiento de las ribozimas ha
tenido una profunda influencia en la
teoría de la evolución.
Durante muchos años se planteó la
hipótesis de que los primeros
catalizadores biológicos se formaron
cuando los aminoácidos contenidos en la
sopa primordial se fusionaron para
formar proteínas simples.

47. CALDO PRIMIGENIO
Es una hipótesis postulada 1924
por el biólogo ruso Aleksandr
Oparin centrada en la sopa
primitiva, de que el origen de la
vida en la Tierra se debe a la
evolución química gradual a
partir de moléculas basadas en
el carbono, todo ello de manera
abiótica (sin vida)

48. CALDO PRIMIGENIO
Al darse cuenta de que el ARN
podía transportar información y
catalizar reacciones químicas,
surgió una nueva hipótesis del
“mundo del ARN” en el que el
ARN constituía la primera
macromolécula biológica. Con
el tiempo un oligonucleótido
más químicamente estable, el
ADN, reemplazó al ARN para el
almacenamiento de
información a largo plazo

49. CONCLUSION
Debido a las constantes
necesidades metabólicas del
organismo, la ausencia de enzimas
haría insostenible la vida, ya que
las reacciones se producirían con
demasiada lentitud sin estas
moléculas

50. GRACIAS