U3 proteínas : enzimas
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El documento habla sobre las enzimas. Explica que son proteínas que actúan como catalizadores de reacciones bioquímicas al unirse a los sustratos. Describe la estructura y composición de las enzimas, los factores que afectan su actividad como la temperatura y el pH, y los mecanismos por los cuales catalizan las reacciones como la teoría de la llave y la cerradura. También explica cómo pueden ser inhibidas y proporciona detalles sobre las vitaminas.
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U3 proteínas : enzimas
- 1. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 2. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Enzimas Naturaleza química : proteínas Catalizan determinadas reacciones bioquímicas uniéndose a la molécula o metabolito que se va a transformar, el sustrato
- 3. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Enzimas = catalizadores biológicos A B C D E A = molécula inicial E = producto final = reacciones metabólicas B, C, y D = metabolitos intermedios La reacción general es : E + S ES P + E La cantidad de enzima que queda después de actuar : la misma, no se gasta Mecanismo de acción : aumentar la velocidad de reacción con que transcurren las reacciones químicas ¿Cómo? : Disminuyendo la Ea (energía de activación) : estado energético que tienen que superar las moléculas de sustrato para convertirse en productos.
- 4. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo ΔG = ΔH – T ΔS ΔG = variación de la energía libre ΔH = variación en la entalpía del sistema (equivale a la energía total) T = temperatura absoluta (en Kelvin = ºC + 273) ΔS = variación de la entropía del sistema Energía libre y reacciones biológicas
- 5. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Las enzimas como biocatalizadores: energía de activación en una reacción catalizada (Fa) y en una reacción no catalizada enzimáticamente (Ea)
- 6. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Cinética enzimática Gráfica que representa la variación de la velocidad de reacción con respecto a la cantidad de sustrato
- 7. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo HOLOENZIMAS HOLOPROTEÍNAS APOENZIMA COFACTOR O COENZIMA Parte proteica Parte no proteica Cofactor : Cationes metálicos Zn+2 , Ca+2 , Fe+2 , Mg+2 Moléculas orgánicas complejas Coenzimas (unión débil a la apoenzima) (Ej.: NAD+ , FAD, NADP+ …) TIPOS Muchas coenzimas son sintetizadas a partir de ciertas vitaminas APOENZIMA (parte proteica) COFACTOR O COENZIMA (parte NO proteica) Estructura de las enzimas HOLOENZIMA Grupo prostético (unión fuerte a la apoenzima) (Ej.: grupo hemo)
- 8. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Factores que influyen sobre la actividad enzimática La temperatura
- 9. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Factores que influyen sobre la actividad enzimática El pH
- 10. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Especificidad enzimática Enzima Sustrato Enzima Sustrato MODELO DE LLAVE- CERRADURA MODELO DE ACOPLAMIENTO INDUCIDO Complejo enzima- sustrato El acoplamiento sigue dos modelos posibles: ♦ Modelo llave-cerradura: es rígido ♦ Modelo acoplamiento o ajuste inducido: no es rígido. La unión de S-E induce ciertos cambios en el centro activo que facilitan el acoplamiento definitivo.
- 11. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Mecanismo de las reacciones enzimáticas Teoría de la llave y la cerradura
- 12. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Mecanismo de las reacciones enzimáticas o centro catalítico o de reacción
- 13. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo ALOSTERISMO
- 14. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 15. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Inhibición de la actividad enzimática Sustrato Inhibidor Sustrato Enzima Inhibidor unido a la enzima Los sustratos no pueden unirse al centro activo ♦ Un inhibidor es una sustancia específica que disminuye parcial o totalmente la actividad enzimática. Se distinguen: ♦ Irreversibles o venenos: se unen al centro activo y eliminan la actividad de la enzima ♦ Reversibles: se unen temporalmente a la enzima
- 16. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 17. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 18. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 19. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 20. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo
- 21. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo • Son biomoléculas diversas en su composición y propiedades. • No pueden ser sintetizadas por los organismos heterótrofos por lo que es indispensable tomarlas en la dieta. • Son especificas para cada especie animal y, por lo general, son sintetizadas por los vegetales. • Aunque se necesitan en mínimas cantidades, todas ellas desempeñan papeles importantes en el metabolismo. Muchas son precursoras de coenzimas. Su ausencia produce enfermedades carenciales, son la manifestación de diversos trastornos metabólicos : Avitaminosis: ausencia total de una o varias vitaminas Hipovitaminosis: presencia insuficiente de cierta vitamina Hipervitaminosis: exceso de vitaminas, suele producirse con las liposolubles. LAS VITAMINAS
- 22. Biología • 2.º de bachillerato Saro Hidalgo Clasificación de las vitaminas Vitaminas hidrosolubles Suelen actuar como coenzimas o precursores de coenzimas Vitaminas liposolubles Solubles en disolventes no polares. Son lípidos insaponificables. C su carencia produce escorbuto: encías sangrantes, pérdida de dientes y hemorragias en capilares. Leche, cítricos y hortalizas. B1 o tiamina, su carencia produce beriberi: degeneración neuronal, afecciones cardiacas y musculares. Cereales, legumbres, carne, levaduras y bacterias. B2 o niacina, su carencia produce dermatitis, agrietamiento de labios y lengua, fotofobia. Hígado, queso, leche, huevos, vegetales de hoja verde. B3 su carencia produce pelagra: demencia, diarreas y dermatitis. Carnes, pescado, queso, leche y vegetales. A su carencia provoca problemas en la visión nocturna, desecación epitelial y problemas de crecimiento. Hortalizas, hígado, bacalao y huevos. D su carencia produce raquitismo. Hígado, bacalao y yema de huevo. Esu carencia acelera la degradación de los ácidos grasos, deteriorando las membranas celulares y facilitando el envejecimiento celular. Aceites vegetales y semillas de cereales. K su carencia produce problemas en la coagulación sanquínea. Hortalizas, hígado, bacalao y huevos.
Notas del editor
- Metabolismo : totalidad de las transformaciones químicas que tienen lugar en una célula o en un organismo
- Energía libre: porción de energía de un sistema que realiza trabajo cuando la temperatura y presión son uniformes en todo el sistema, tal como ocurre en una célula viva. La entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. La entalpía : la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno. Los procesos que poseen ΔG negativo, son espontáneos Los procesos ΔG positivo o igual a cero nunca son espontáneos
- En general las enzimas están formadas únicamente de aminoácidos, pero algunas, las holoenzimas, presentan también una parte no proteica llamada cofactor
- Centro catalítico: lugar exacto de reconocimiento de la enzima con su sutrato específico http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120070/bio09.swf Modelo del ajuste inducido: el sitio activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato. La unión del sustrato al sitio activo de la enzima desencadena un cambio conformacional que da lugar a la formación del producto
- Algunos enzimas pueden adoptar dos conformaciones diferentes e indistintamente : ACTIVA e INACTIVA, inducidas por la unión de ciertas moléculas, denominadas ligandos o efectores, a ciertos lugares del enzima distintos del centro activo, denominados CENTROS REGULADORES. Estos enzimas reciben el nombre de ENZIMAS ALOSTÉRICOS. Normalmente el sustrato actúa como LIGANDO ACTIVADOR, y el producto como LIGANDO INACTIVADOR. Cuando el producto final de una ruta metabólica actúa sobre el primer enzima de ésta, se denomina INHIBICIÓN X RETROALIMENTACIÓN
- El sarín El gas sarín (GB) fue desarrollado por los alemanes en los años 30 y es veinte veces más mortífero que el gas cianuro. Es inodoro, incoloro e insípido y volátil. Actúa inhibiendo la acetilcolinesterasa, una enzima que es un neurotransmisor responsable de la estimulación del sistema nervioso central, de las glándulas exocrinas y de los músculos lisos y esqueléticos. Clínicamente se comporta al igual que algunos plaguicidas organofosforados. La exposición prolongada a este gas puede provocar pérdida brusca de conocimiento, parálisis, aumento de secreciones, coma y paro respiratorio y cardíaco. La dosis letal 50 es de 100 mg x min / m3 por vía inhalatoria y 1.700 mg por vía cutánea. El único antecedente de empleo bélico comprobado ha sido en la guerra Irán - Irak en la década del 80. El sarín empleado en Tokio tenía una pureza sólo del 30%.
- http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120070/bio10.swf
- Metabolismo : totalidad de las transformaciones químicas que tienen lugar en una célula o en un organismo
- La causa del pelagra es el hecho de tener muy poca niacina o triptófano en la alimentación. También puede ocurrir si el cuerpo no logra absorber estos nutrientes. Se puede presentar después de enfermedades gastrointestinales o con el alcoholismo, el VIH/SIDA o la anorexia. Esta enfermedad es común en partes del mundo donde las personas consumen mucho maíz en su dieta. La vitamina E es un antioxidante que protege el tejido corporal del daño causado por sustancias llamadas radicales libres. Estos radicales pueden dañar células, tejidos y órganos, y se cree que juegan un papel en ciertas afecciones relacionadas con el envejecimiento. El cuerpo también necesita vitamina E para ayudar a mantener el sistema inmunitario fuerte frente a virus y bacterias. La vitamina E también es importante en la formación de glóbulos rojos y ayuda al cuerpo a utilizar la vitamina K. También ayuda a dilatar los vasos sanguíneos y a impedir que la sangre se coagule dentro de ellos. El raquitismo causa huesos blandos y débiles en los niños. Suele ocurrir cuando no reciben suficiente vitamina D, que ayuda a los huesos en crecimiento a absorber nutrientes importantes. La vitamina D proviene de los rayos solares y de los alimentos. La piel produce vitamina D en respuesta a los rayos solares. Algunos alimentos también contienen vitamina D, inclusive los productos lácteos, los cereales fortificados y algunos tipos de pescado.