1. Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas específicas en los seres vivos. 2. Las enzimas requieren cofactores como coenzimas derivadas de vitaminas para lograr su actividad catalítica. 3. Las enzimas actúan disminuyendo la energía de activación de las reacciones químicas que catalizan, haciéndolas más rápidas pero sin alterar los equilibrios químicos.

1. ENZIMAS
DRA. MÓNICA MARÍA DÍAZ-LÓPEZ
monica.diaz1@unisabana.edu.co
DDS MSC ESP
2012

2. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
ENZIMA: Conjunto de proteínas, que catalizan
reacciones químicas especificas en el ser vivo.
RIBOZIMA: Molécula de ARN con capacidad
catalítica. El término ribozima en sí deriva de la
combinación de las palabras enzima de ácido
ribonucléico.
CATALIZADORES: Sustancias que, sin consumirse
en la reacción, la facilita notablemente,
aumentando su velocidad.
LAS ENZIMAS NO HACEN FACTIBLES LAS
REACCIONES IMPOSIBLES.
SOLO ACELERAN LAS QUE ESPONTANEAMENTE
PUEDAN PRODUCIRSE.

3. COFACTOR: Pequeña molécula que permite
activación catalítica de las Enzimas. (Ÿ).
Se enlazan de manera transitoria y
disociable a la enzima o al sustrato.
Cuando el cofactor es una molécula
orgánica se llama COENZIMA, son
derivados de vitaminas.(Ÿ).
Funcionan como lanzaderas de grupos
grupos desde el lugar donde se generan
hacia el lugar donde se utilizan.

4. ALGUNOS COFACTORES

5. ALGUNAS COENZIMAS

6. Cuando los cofactores y las
coenzimas se encuentran unidos
covalentemente a la enzima se
llaman GRUPOS PROSTETICOS.
La asociación muy débil se llama
COSUSTRATO.

7. ALGO IMPORTANTE………..
La forma catalíticamente activa de la
enzima (enzima unida a su grupo
prostético se llama HOLOENZIMA). (Ÿ)
Cuando se separa del cofactor, la
proteína restante, que por si misma es
inactiva catalíticamente se llama
APOENZIMA. (Ÿ)
Aquella región de la enzima que
interacciona con el sustrato y donde
tiene lugar la reacción se conoce como
CENTRO ACTIVO. (Ÿ)

8. HOLOENZIMA
Centro activo
Apoenzima
Holoenzima
Cofactor
HOLOENZIMA= APOENZIMA+COFACTOR
HOLOENZIMA=APOENZIMA+GRUPO PROSTETICO

9. CARACTERISTICAS BASICAS
Las enzimas son catalizadores
específicos.
La sustancia sobre la que actúa se llama
SUSTRATO (S).
El (S) se une a una región concreta de la
enzima llamada CENTRO ACTIVO.
Casi siempre requiere un sustrato muy
determinado.
Cada enzima cataliza un tipo de reacción.

11. MODO DE ACCION DE LAS ENZIMAS
Como son reacciones espontáneas, se libera energía
de Gibbs.(G).
•ENERGIA DE ACTIVACION: Aporte inicial de
energía.
•ENERGIA LIBRE DE ACTIVACION: Cantidad de
energía necesaria para llevar todas las moléculas a
una Temperatura determinada, al estado de
transición.
•ESTADO DE TRANSICION: Existe gran
probabilidad que se rompan/establezcan enlaces
para formar P.

12. CUANDO HAY MENOR ENERGIA DE ACTIVACION,
HAY MENOR OBSTACULO PARA QUE REACTANTES SE CONVIERTAN EN
P
Las enzimas alteran las velocidades de reacción pero no los equilibrios
REACCION CATALIZADA.
Estado de transición de
menor energía.
REACCION NO CATALIZADA.
Estado de transición de mayor
energía.

13. Las interacciones débiles entre enzima y sustrato son óptimas
en el estado de transición

14. En el estado de transición las interacciones entre la enzima y
el sustrato son óptimas

15. LA VARIACIÓN DE ENERGÍA COMO FUNCIÓN DE
UNA COORDENADA DE REACCIÓN MUESTRA LA
ESTABILIZACIÓN DEL ESTADO DE TRANSICIÓN
CUANDO DICHA REACCIÓN ES LLEVADA A
CABO POR UNA ENZIMA.

16. MODELOS DE ACTUACION DE
LAS ENZIMAS
S + E ES P + E
MODELO LLAVE-CERRADURA
MODELO AJUSTE INDUCIDO

17. NOMENCLATURA Y
CLASIFICACION DE LAS ENZIMAS
El nombre de una enzima consta de tres partes:
1.Sustrato preferente
2.acción típica
3.terminación “asa”
EJ:
1.glucosa fosfato
2.isomer….
3.asa

18. CLASIFICACION

19. NOMENCLATURA DE LA
EC
Cada enzima puede ser clasificada por un
código numérico, encabezado por las letras
EC(Enzyme Commission).
Seguido por 4 nùmeros separados por
puntos.
Primero: De acuerdo a cada una de las seis
clases anteriores.
Segundo en adelante: Sitio de acción inicial y
progresivos.Es decir subclase, sub-
subclase,etc.

20. Nombre sistemático: Grupo transferido
ATP: hexosa fosfotransferasa
Donador Aceptor
Grupo
Número sistemático Subgrupo
Enzyme EC 2.7.1.1 Enzima
Comission
Sub-subgrupo
Nombre común: Hexokinasa

22. 1. Oxidorreductasas
2. Transferasas
3. Hidrolasas
Clasificación de enzimas:
4. Liasas Grupos
5. Isomerasas
6. Ligasas

23. Grupo 1: Oxidorreductasas
Catalizan reacciones de oxidorreducción
Ared + Box Aox + Bred
A : es el reductor o dador electrónico; en el curso
de la reacción se oxida (pierde electrones)
B : es el oxidante o aceptor electrónico; en el curso
de la reacción se reduce (gana electrones)
En las reacciones redox, siempre tienen que estar
presentes a la vez el aceptor y el dador electrónico.

25. Dador: Aceptor oxidorreductasa
Glucosa : O2 oxidorreductasa EC 1.1.3.4
Nombre común:
Dador Aceptor
Glucosa oxidasa
Los subgrupos se forman según la naturaleza del dador:
1.1.-.- Sobre grupos alcohol
1.2.-.- Sobre grupos aldehido
1.3.-.- Sobre grupos -CH-CH-
etc.

26. Nomenclatura alternativa en oxidorreductasas :
1. Deshidrogenasas
2. Oxidasas
3. Peroxidasas
4. Oxigenasas
5. Hidroxilasas
6. Reductasas

27. Grupo 2: Transferasas
Catalizan reacciones de transferencia de grupo:
A-X + B A + B-X
THF:Tetrahidrofolato

28. Clasificación de las transferasas
2.1.-.- Grupos monocarbonados
2.2.-.- Grupos aldehido o ceto
2.3.-.- Aciltransferasas
2.4.-.- Glicosiltransferasas
2.5.-.- Alquil- o Ariltransferasas
2.6.-.- Grupos nitrogenados
2.7.-.- Grupos fosfato
2.8.-.- Grupos sulfato

29. Grupo 3: Hidrolasas
Catalizan reacciones de hidrólisis
A-B + H2O A-OH + H-B
No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las
hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre
primitivo: Tripsina, Pepsina, Papaína, etc.

30. Clasificación de las hidrolasas
3.1.-.- Esterasas (carboxilesterasas, fosfoesterasas, sulfoesterasas)
3.2.-.- Glicosidasas
3.3.-.- Éter hidrolasas
3.4.-.- Péptido hidrolasas
3.5.-.- Acil anhídrido hidrolasas
etc.

31. Péptido hidrolasas: clasificación común (no sistemática)
I. Según la situación del enlace atacado:
- Exopeptidasas (en los extremos de la cadena) (Peptidasas)
- Endopeptidasas (en el interior de la cadena) (Proteinasas)
II. Según el mecanismo catalítico:
- Serin proteinasas
- Tiol proteinasas
- Aspartil proteinasas
- Metaloproteinasas

32. Grupo 4: Liasas
Catalizan reacciones reversibles de adición de un grupo a
un doble enlace:
A=B + X AXB

33. Algunas reacciones liásicas:
- Descarboxilasas
- Aldolasas
- Anhidrasa carbónica
- Adenilato ciclasa

34. Grupo 5: Isomerasas
Catalizan reacciones de isomerización
Algunas reacciones isomerásicas:
- Racemasas
- Oxidorreductasas intramoleculares
- Mutasas o transferasas intramoleculares

35. Grupo 6: Ligasas
Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas
de la hidrólisis de un enlace de alta energía.
A + B + ATP A-B + ADP + Pi
O bien
C + D + ATP C-D + AMP + PPi

36. Algunas reacciones ligásicas:
- Aminoacil-tRNA sintetasas
- Glutamina sintetasa
- Carboxilasas

37. PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS
Sensibilidad al pH.
Sensibilidad a la Temperatura.
Especificidad.
Cofactores.
Modulación de la Actividad
enzimática.
Proenzimas o Zimógenos
Isozimas.

38. SENSIBILIDAD AL PH
Las enzimas poseen grupos químicos
ionizables (coo-, NH2, -SH, etc) en las
cadenas laterales de sus aminoácidos.
Según el pH del medio, estos pueden
tener carga eléctrica +,- o neutra.
Por ello, hay un pH en el cual la
conformación será la más adecuada
para la actividad catalítica.(pH optimo)

39. SENSIBILIDAD A LA
TEMPERATURA
Los aumentos de temperatura aceleran las
reacciones químicas.
Funcionan a una temperatura óptima(a la
cual la actividad catalítica es máxima).
En términos generales, por cada 10ºC, la
velocidad de reacción se duplica.
Por su carácter proteico, las enzimas sufren
desnaturalización térmica a partir de una
cierta temperatura.

41. ESPECIFICIDAD
Las enzimas catalizan reacciones
específicas.
Pero, no son absolutamente especìficos.
Por ello, actúan sobre una serie de sustratos
semejantes.
La enzima actúa mejor sobre el S Natural y
con menor eficacia con el S análogo.
Esta es una diferencia importante entre los
catalizadores inorgánicos y los biológicos.
Sin embargo, existen diversos grados de
especificidad.
1. POCO ESPECIFICOS----------Proteasas.
2. ESTRICTOS---------------------Lactasa.

42. UNA DETERMINADA MOLÉCULA DE ENZIMA NO
TIENE POR QUÉ ACTUAR SIEMPRE A LA MISMA
VELOCIDAD.
La actividad enzimática puede ser modulada
por el cambio de pH y temperatura.
La velocidad Enzimática depende de las
concentraciones de los S y cofactores.
La presencia de P, puede hacer que ésta sea
más lenta o incluso invertir su sentido.

43. ADEMAS……
Existen moléculas que pueden inhibir la
acción catalítica de las
enzimas(INHIBIDORES).Ÿ
Hay enzimas ALOSTÈRICAS que adoptan
conformaciones interconvertibles(R/T). Ÿ
Las enzimas pueden ser más activas o no
dependiendo de la unión a un grupo
químico de tamaño pequeño. (Pi, AMP,
etc). Ÿ

44. Pueden ocupar temporalmente el centro activo
por semejanza estructural con el sustrato original.

45. Alteran la conformación espacial de la enzima
impidiendo su unión al sustrato.

46. ENZIMAS ALOSTÉRICAS O DE
REGULACION
☻ Presentan dos centros distintos a los que
pueden unirse las moléculas:
☻ el centro activo, en donde se une el sustrato
cuya reacción cataliza la enzima.
☻ el centro alostérico, en donde se pueden unir
sustancias distintas del sustrato, que pueden
activar o inhibir la actividad enzimática.
☻ Un posible resultado de esta interacción entre
subunidades es que la unión del sustrato
resulte cooperativo, es decir que la unión del
sustrato en un sitio activo facilita la unión de
los otros sustratos en los sitios activos vecinos.

47. ENZIMAS ALOSTÉRICAS O DE
REGULACION
☻ Además la actividad de una enzima
alostérica puede ser alterada por
moléculas regulatorias que se unan de
manera reversible sitios sobre la
proteína que se encuentren en sitios
diferentes al sitio activos
☻ Las enzimas alostéricas desempeñan
un papel importante en la regulación
del metabolismo celular.

48. MODULACION ALOSTERICA
ACTIVADOR ALOSTERICO:
Favorece la unión al sustrato
INHIBIDOR ALOSTERICO:
Impide la unión al sustrato

49. EFECTO DE LA MODIFICACION
COVALENTE
ELEMENTOS DE LA REACCION
ENZIMA FOSFORILADA ES ACTIVA ENZIMA NO FOSFORILADA ES
INACTIVA

50. MODULACION ALOSTERICA
Algunas enzimas pueden tener
conformaciones interconvertibles
llamadas R (relajada) y T(tensa).
R es la forma más activa, por que se une
al sustrato con más afinidad.
R y T se encuentran en perfecto equilibrio.

51. PROENZIMAS O ZIMOGENOS
☺ Algunas enzimas no se sintetizan como tales, sino
como proteínas precursoras sin actividad
enzimática.
☺ Para activarse, deben sufrir una hidrólisis que
origina la liberación de péptidos.
☺ El resto de la molécula, adopta la conformación y
las propiedades de la enzima activa. Ÿ
☺ Frecuentes en las enzimas digestivas. Si se sintetizan
directamente, destruirían las células que los
producen.

52. SI SE ACTIVA DENTRO DEL PANCREAS, HAY PROCESO DE
AUTODESTRUCCION….PANCREATITIS AGUDA

53. ISOZIMAS O ISOENZIMAS
Algunas enzimas tienen distinta estructura
molecular aunque su función biológica es
similar.
Sirven para regular la actividad enzimática.
Los cambios en estructura producen ligeros
cambios en sus propiedades.
Cada isoenzima, se adapta perfectamente a
la función que debe realizar.

54. ISOZIMAS
Se pueden observar diversas isoenzimas
en función de:
Tejido:(lactato deshidrogenasa) en
músculo(subun. M) y corazón(subun. H).
Compartimiento celular: (malato
deshidrogenasa) en citoplasma y mitocondria.
Auxología: glicolisis fetal es diferente de glicólisis
en adulto. Sin embargo, en celulas
cancerosas, aparece la forma fetal.

56. INTRODUCCION A LA CINETICA
ENZIMATICA
Estudia la velocidad de las reacciones
catalizadas por enzimas.
Proporciona información acerca del
mecanismo de reacción catalítica y la
especificidad de la enzima.
Puede realizarse en laboratorio clínico como
en el de investigación.
No es necesario purificar o aislar la enzima.
La medida se debe realizar estandarizando
las condiciones (óptimas de pH,
temperatura, presencia de cofactores, etc).

57. INTRODUCCION A LA CINETICA
ENZIMATICA
☻Además, se debe emplear concentraciones
saturantes (exceso) del sustrato.
☻Cuando desaparecen los S y aparecen los P
finales ocurren a la velocidad máxima.
☻La velocidad de reacción observada es la V
max.
☻La velocidad se puede medir:
☻Por la aparición de productos.
☻Por la desaparición de los reactivos.

58. EL MODELO DE MICHAELIS-MENTEN(1913)

59. LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO AFECTA LA VELOCIDAD
DE REACCIÓN CATALIZADA POR ENZIMAS

60. CINÉTICA DEL ESTADO ESTACIONARIO

61. ECUACION DE
MICHAELIS-MENTEN

62. ECUACION DE
MICHAELIS-MENTEN
Las reacciones catalizadas
enzimáticamente ocurren en dos
etapas:
1.En la primera etapa se forma el
complejo enzima-sustrato y
2.en la segunda, el complejo enzima-
sustrato da lugar a la formación del
producto, liberando la enzima libre.

63. ECUACION DE
MICHAELIS-MENTEN
•KM es la concentración de sustrato para la
cual la velocidad de reacción es la mitad
de la velocidad máxima.
•En efecto, si KM = [S], la ecuación de
Michaelis-Menten se reduce a: v = Vmax/2.

64. CINETICA MICHAELIANA
♥ El valor de KM da idea de la afinidad
del enzima por el sustrato: A menor KM,
mayor afinidad del enzima por el
sustrato, y a mayor KM, menor afinidad.
♥ La KM del sustrato natural es menor que
la de los sustratos análogos.
♥ Los valores de KM de muchas enzimas
son próximos a los de la concentración
fisiológica de sus sustratos, de forma
que pequeñas variaciones en la [S]
pueden suponer grandes cambios en la
velocidad de toda una ruta metabólica

65. CINETICA SIGMOIDEA
V max/2
KM
Hay pequeñas fluctuaciones de la concentración
de S, en una zona crítica, cercana a Km.
Existen variaciones en la v de reacción.
Puede deberse a la v de difusión del sustrato en
el medio.

66. ENZIMAS EN LA CLINICA
FUNCIONALES
☻ Ejercen su actividad en la circulación sanguínea, como los
componentes de la coagulación y del y del sistema de sistema de
Complemento
NO FUNCIONALES:
☻ Actúan en el interior en el interior de células o tejidos:
1. Citoplasmáticas
2. Mitocondriales
DAÑO TISULAR
DAÑO CELULAR

67. ENZIMAS SERICAS EN
DIAGNOSTICO
ENZIMA PATOLOGIA
Aspartato
Aminotransferasa AST Infarto del Miocardio
Alanina Alanina
Hepatitis
Aminotransferasa ALT
Amilasa Pancreatitis
(degeneración hepatolenticular)
Ceruloplasmina Enf. De Wilson
Trastornos musculares e infarto del
Creatincinasa
miocardio

68. ENZIMAS SERICAS EN
DIAGNOSTICO
ENZIMA PATOLOGIA
γ−Glutamil Transferasa Varias enfermedades hepáticas
Infarto de miocardio
Lactato deshidrogenasa
Pancreatitis aguda
Lipasa
Fosfatasa Ácida Carcinoma metastasico de próstata
Trastornos oseos, disfunciones
Fosfatasa Alcalina
hepatobiliares

69. ENZIMAS EN TERAPEUTICA
Administración de extractos crudos
de amilasa, lipasa, proteasa, para
facilitar la digestion.
Cateterismo de uroquinasa para
hidròlisis de fibrina, presente en
trombos.