Clase I de bioquímica.

1. MEDICINA HUMANA
BIOQUIMICA Y NUTRICION HUMANA
ENZIMOLOGIA
Blgo. MsC. Milagros Violeta Mogollón García

2. ENZIMAS
• Definición
– Catalizadores biológicos
• Función
–Viabilizar la actividad celular por su participación
en todas las reacciones biológicas
– Incrementan la velocidad de reacción de 106 a 1012
respecto a la no catalizada y varias veces las catalizadas
por químicos
• Naturaleza química
– Proteinas globulares principalmente
– RNA con propiedades catalíticas: Ribozimas
Enzima ↑ Vel.
Ciclofilina 106
Anhidrasa
carbónica
107
Triosa, P isomerasa 109
Carboxipeptidasa A 1011
Fosfoglucomutasa 1012
Succinil CoA
transferasa
1013
Ureasa 1014
Ornitin MP
descarboxilasa
1017

3. MODELO BÁSICO DE ACCIÓN ENZIMATICA
Reacción
Energia de activación con
enzima
S
P
Estado de transición
Energia de activación sin enzima
Formular ahora un concepto de enzima basado en la figura
E + S [ES] [EP] P + E
Las enzimas disminuyen
la energía de activación
para superar el estado de
transición
Y si no hubiera alguna enzima, la reacción continuaría?. Justifique

4. ESTRUCTURA DE LAS ENZIMAS Y TIPOS ESPECIALES
Estructura
básica
Ribozimas
RNA
- Nucleotidos
- Comp. Vit. B
Apoenzima
Apoproteína
Grupo Prostético
Holoenzima
Cofactor
Proteína
Coenzima
Abzimas
Anticuerpos
Enzimas de
restricción
Granzimas
Actividad citotóxica
(apoptosis)
Tipos especiales
Telomerasa

5. ENZIMAS ESPECIALES
• Telomerasa
– Repara los telómeros de los cromosomas, disminuyendo las
microdeleciones
• Ribozimas
– Útiles para el tratamiento de enfermedades que en la
actualidad no cuenta con una terapia eficaz, como las de
origen viral y genético (terapia génica)
– Su ventaja es su alta especificidad
• Ejemplo: evitar la entrada del VIH I a las células inmunitarias, bloquear la infección
por virus de hepatitis B y C, tratar cánceres de mama, cervicouterinos y colorrectal.

6. ENZIMAS ESPECIALES
• Abzimas
• Anticuerpos con actividad catalítica (producidas por
Linfocitos B  plasmocitos)
• Se puede presentar de manera natural, tal como:
– autoanticuerpos antipéptido intestinal vasoactivo
– autoanticuerpos que se unen al DNA y lo hidrolizan, por ejemplo en Lupus
eritematoso (LUE)
• Se pueden obtener constructos, combinando un anticuerpo
(especificidad) y la enzima (propiedad catalítica)
• Son herramientas potenciales de biotecnología
• Existe la posibilidad de usar para tratar a personas infectadas con
VIH, cocainonómanos

7. GRANZIMA A
ENZIMAS ESPECIALES
Granzima B
Granzima A
Granzima B, y perforina, son proteínas liberadas por células efectoras (LT
citotoxicos)
Inducen apoptosis en células blanco formando poros transmembrana y el
clivaje de efectores de caspasas, tal como caspasa-3, aunque la apoptosis
puede lograrse independiente de granzima B.
Al secretarse al espacio intercelular eliminan las células del huésped
transformadas e infectadas por Virus

8. ENZIMAS ESPECIALES
• ENZIMAS DE RESTRICCION
• Son endonucleasas que cortan enlaces fosfodiester del DNA en
secuencias nucleotídicas especificas
• Pueden ser abruptos o cohesivos
• Reconocen secuencias palindrómicas
• Esta limitada a procariontes como material de defensa

9. MODELOS DE ACCION ENZIMATICA

10. Modelo de llave – cerradura
(Fisher)

11. Modelo del acoplamiento (encaje) inducido
(Koshland)

12. ¿según el tipo de reacción, como se clasifican las
enzimas?
1. Oxidoreductasas: Transfieren electrones (e-, H+)
2. Transferasas: Transfieren grupos funcionales, tal
como glicosilo, metilo, fosforilo (no agua)
3. Hidrolasas: Catalizan reacciones hidrolíticas (con
adición de agua), separa C-O, C-S, C-N, y otros
4. Liasas: Al lisar sustratos generan dobles enlaces, o
catalizan la adición de un sustrato a un doble enlace
de un segundo sustrato.
5. Isomerasas:Transfieren grupos dentro de las
moléculas para generar diversos isómeros.
6. Ligasas: Catalizan formación de enlaces C-C, C-S,
C-O y C-N acopladas a hidrólisis de energía, por
ejemplo ATP
Murray, R. y col. Harper Bioquímica Ilustrada. 30a ed. McGraw-Hill Interamericana. 2016.
E
J
E
M
P
L
O
S
LDH, PDH, G-6-P-DHG
Lactasa, Lipasa
Piruvato Descarboxilasa
Fosfoglucomutasa
Citrato Sintasa, Glutamina
Sintetasa
Glucoquinasa, ALT, AST

13. Isoenzimas
Lactado deshidrogenasa (LDH)
P
.
Lezama
-
UPAO
HHHH
MMMM
HMMM
HHMM
HHHM
Piruvato Lactato
NADH+ NAD+
LDH
Estudiar más
ejemplos de
interés médico

14. Isoenzimas
Creatin kinasa (CK) o Fosfocreatin kinasa (CPK)
MM
MB
BB

15. Resumen de los Factores de regulación enzimática
1. Temperatura
2. pH
3. Concentraciones de:
• Enzima
• Sustrato
• Producto
(retroalimentación
negativa)
4. Localización
5. Moduladores
• Positivos
• Activadores
• Inductores
• Negativos
• Inhibidores
• Represores
• Especiales
• Alostérica
• Covalente
• Zimógenos
Regulación
de
actividades

16. FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

17. Constante de Micahelis - Menten
[S]
v
Vmax
2
v = Vmax
v = Vmax [S]
Km
Km
¿Cuando se alcanza la
velocidad máxima?

18. ¿Qué es la constante de Michaelis-Menten?
¿Cual es su significado?

19. Inhibición - Tipos
E
S
Reaccion [ES] óptimo
E
I
Inhibición competitiva
El Inhibidor (I)
se ubica en el
sitio catalítico,
impidiendo el
acceso del
Sustrato
El sustrato se
une al sitio
catalítico de la
enzima para
una reacción
óptima
E
I
S
Inhibición No competitiva
del S
El inhibidor se
une a cualquier
lugar de la
enzima mas no
en el sitio
catalítico, e
impide el ingreso
E
Inhibición Acompetitiva
I I
El Inhibidor (I)
se incorpora al
momento de
formarse el
complejo [ES],
impidiendo el
progreso de la
reaccion

20. ALGUNOS EJEMPLOS DE INHIBIDORES
COMPETITIVA NO COMPETITIVA ACOMPETITIVA
AINEs
Β lactámicos (penicilina)
Sulfas (~PABA)
IECAs (Captopril, enalapril)
Alopurinol
Fluorouracilo
Organofosforados
Plomo
EDTA
Litio
REVISAR EN LA LITERATURA OTROS EJEMPLOS

21. Ejemplo de inhibición competitiva
Angiotensina I
Renina
Angiotensinógeno
Hipotensión,
Enzima convertidora
de Angiotensina, ECA
hipovolemia
Angiotensina II
Aumento de la presión arterial
IECA
Captopril
Análogo del
estado de
transicion
X

22. Ejemplo de inhibición competitiva
NUCLEOTIDOS
DE GUANINA
NUCLEOTIDOS
DE ADENINA
Xantina
Acido Urico
xantina
oxidasa
X alopurinol

23. Inhibidores basados en su mecanismo
Inhibidores son compuestos
que disminuyen la tasa de
reacción enzimática
Reveribles
Se unen a las enzimas
mediante interacciones
no covalentes (Puentes
de hidrógeno, las
interacciones
hidrofóbicas y los
enlaces iónicos)
Irreversibles
Forman enlaces
covalentes o
extremadamente
fuertes con grupos
funcionales en el sitio
catalítico
Ejem. Diisopropilfosfofluoridato
(organofosforado) es el
prototipo del sarin, forma
enlaces con Serina
Ejem. El Acido acetilsalicílico
(aspirina) forma enlaces por
acetilación de Serina en el sitio
catalítico de prostagañlndin
endoperoxido sintasa (Ciclo
oxigenasa, COX)
Inhibidores
suicidas
Sufren una reacción
parcial y forman
inhibición irreversible
en el sitio catalítico
Ejem. Penicilina, forma un
compuesto que no puede
disociarse de glucopeptidil
transpeptidasa bacteriana 
inhiben síntesis de pared
Ejem. Alopurinol, inhibe a la
xantinaoxidasa

24. DIAGNOSTICO TRATAMIENTO
PRONOSTICO
SCREENING
PARA QUE SE USAN LAS ENZIMAS EN CAMPO
MÉDICO

25. USOS FUNDAMENTALES
Uso en
diagnóstico
Marcadores
enzimáticos
•Enzimopatías Ejm anemia
hemolítica (G, 6PDH, Pyr
cinasa)
•Marcadores tumorales Ejm
enolase neuroespecifica
Agentes
terapeúticos
Algunas enzimas se
usan como fármacos
•Factores de la coagulación,
lactasa
Otras enzimas son
blanco de fármacos
•Cox, Xantina oxidasa, ECA,
transcriptasa inversa
Herramientas
(Reactivos)
de
diagnóstico
Glucosa oxidasa
(glicemia), ELISA,
LDH, CK

27. MARCADORES ENZIMATICOS
• Auxiliares para el diagnóstico de enfermedades
agudas o crónicas, genéticas o infecciosas
• Se puede trabajar en fluidos, extractos celulares,
biopsias
• Relaciona la actividad enzimática con alteraciones
que afectan células, tejidos, órganos
Usar la literatura adecuada e identificar marcadores hepáticos, cardiacos,
musculares, pancreáticos, oseos, prostáticos, renales.
Por ejemplo Hicks, Bioquimica 4ta edi. Cap. 7

28. Características de los marcadores enzimáticos
Secretorias
Producido por
tejidos/órganos,
actuan en plasma
Ejem. Hígado
Lipoprotein lipasa
(LPL)
Intracelulares
Actúan
intracelularmente y
carecen de acción en
plasma
Se localizan en: membrana (ALP,
γ
GT), citosol (ALT
, AST
, LDH, MDH),
Mitocondrias (AST), lisosomas
(ACP)
Otros son producidos por
tejidos/organos específicos Hígado
(G, 6Pasa), Pancreas (amilasa),
Corazón (LDH1)

29. Niveles plasmáticos de enzimas intracelulares

30. Otros usos
Tratamiento de
deficiencias
metabólicas
congénitas
Catalasa, para el tratamiento
de acatalasemia
Fenilalanina hidroxilasa y
fenilalanina amoniaco liasa
(Fenilcetonuria)
Galactosa, 1- P uridil
transferasa (Galactosemia)
Eliminación de
metabolitos tóxicos
por malfuncionamiento
de órganos
Ureasa y uricasa en
caso de mal
funcionamiento renal
(para eliminar urea y
ácido úrico)
UDP glucuronil
transferasa y bilirrubina
oxidasa (eliminación de
bilirrubina) en casos de
ictericia
Anhidrasa carbónica y
catalasa en intercambio
gaseoso de O2 y CO2 en
respiradores artificiales
Eliminación selectiva
de nutrientes
específicos de células
malignas
Asparaginasa y
glutaminasa en la
eliminación de L-
asparagina y L-
glutamina durante el
tratamiento de leucemia

31. ALGUNAS ENZIMAS CON VALOR DIAGNOSTICO
COMPROBADO
NOMBRE
• Lactato deshidrogenasa (LDH)
• Glutamato deshidrogenasa (GLDH)
• ϒ-Glutamiltransferasa (ϒ GT)
• Aspartato aminotransferasa (ASTT)
Glutamato oxalacetato transaminasa (GOT)
• Alanina aminotransferasa (ALT)
Glutamato piruvato transaminasa (GPT)
• Creatin quinasa (CPK)
• Lipasa pancreática
• Colinesterasa (CHE)
• Fosfatasa alcalina (AP)
• Fosfatasa ácida (ACP)
• α-Amilasa
• Fructosa, 1,6 bifosfato aldolasa (ALD)
• Glutamato descarboxilasa (GAD)
ALTERADO EN
Isquemia miocárdica, anemia perniciosa
Ictericia obstructiva, Tumores hepáticos
Cirrosis alcohólica, tumores hepáticos
Enfermedades hepáticas, isquemia miocardica
Enfermedades hepáticas, isquemia miocardica
Isquemia miocárdica, lesiones del músculo
esquelético
Pancreatitis aguda
Hígado graso, intoxicación alcohólica aguda
Ictericia obstructiva, tumores
Carcinoma de próstata
Pancreatitis aguda
Trastornos musculares
Trastornos de páncreas endocrino

32. Analizar
INFARTO AL MIOCARDIO
LDH
AST(GOT)
CK
HEPATITIS
ALT(GPT)
AST (GOT)
γGT

33. Preguntas ??