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[PORTADA]
TEMA 11: ENZIMAS
(Pincha en el recuadro para ir al apartado correspondiente)
- catalizadores biológicos:
- aumenta la velocidad de reacción sin consumirse.
-actúan en condiciones termodinámicamente favorable.
- No afecta el equilibrio de reacción
-Son termolábiles
-Eficaces en cantidades pequeñas
-Alta especificidad
-Sujeto a controles celulares, genéticos y alostéricos
-PM de 13000 a 500.000 Dalton.
ASPECTOS GENERALES DE ENZIMAS
• Una vez formados los productos el enzima puede
comenzar un nuevo ciclo de reacción.
• cambios en la conformación suelen ir asociados en
cambios en la actividad catalítica.
• Los factores que influyen de manera más directa sobre
la actividad de un enzima son:
• pH
• temperatura
• cofactores
• comprende:
• A) un sitio de unión formado por los AAs que están en
contacto directo con el sustrato
• B) un sitio catalítico, formado por los AAs directamente
implicados en el mecanismo de la reacción
• C) en la mayoría de las enzimas se encuentran serina,
cisteína, histidina, tirosina, Lisina.
• Una vez formados los productos el enzima puede
comenzar un nuevo ciclo de reacción
centro activo: región del enzima, que se une al sustrato
Enz y su
sustrato
2.- Unión al centro activo 3.- Formación de productos
MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS
• disminuyen la energía de activación
• (Ea) al comienzo de la reacción, aun mas
que los catalizadores inorgánicos
• Cuanto menor es la Ea más fácilmente
transcurre la reacción
• Disminuye la energía de activación al:
• (1) permitir que los reactantes (sustratos)
se unan a su centro activo con una
orientación óptima para que la reacción se
produzca
• (2) modificar las propiedades químicas del
sustrato unido a su centro activo,
debilitando los enlaces existentes y
facilitando la formación de otros nuevos
Perfil energético de una reacción catalizada
la descomposición del (H2O2) para dar H2O y O2 puede ocurrir:
sin catalizador, 18Kcal/mol
con cat. Inorg. (platino), 12Kcal/mol
con un Enz (catalasa). 6Kcal/mol
• Hay dos modelos sobre la forma en que el
sustrato se une al centro activo del
enzima:
• el modelo llave-cerradura
• el modelo del ajuste inducido
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.
MODELO DEL AJUSTE INDUCIDO
• En algunos casos, el centro activo adopta la
conformación idónea sólo en presencia del
sustrato. Se desencadena un cambio
conformación al que da lugar a la formación del
producto.
NOMENCLATURA DE LAS ENZIMAS
• Hay varias formas mediante las cuales se
asigna un nombre a una enzima:
• nombres particulares: denominación
antigua
• nombre sistemático
• código de la comisión enzimática (enzyme
comission) EC
NOMBRE SISTEMÁTICO
• consta actualmente de 3 partes:
• el sustrato preferente, el tipo de
reacción realizado, terminación "asa"
• Ejemplo: glucosa fosfato isomeraza, que
cataliza la isomerización de la gl-6-Pi en
fructosa-6-fosfato.
• Como la reacción es reversible también
podría denominarse fructosa fosfato
isomeraza.
• Cuando la acción típica del enzima es la
hidrólisis del sustrato, el segundo
componente del nombre se omite y por
ejemplo, la lactosa hidrolasa se llama
simplemente lactasa.
• Ejemplo
• nombre sistemático: glucosa:ATP
fosforiltransferasa
• Nombre particular: glucoquinasa.
CODIGO DE LA COMISIÓN ENZIMA
• cada enzima puede ser identificado por un
código numérico, encabezado por las letras
EC (enzyme commission), seguidas de cuatro
números separados por puntos.
• El primer número indica a cual de las seis
clases pertenece el enzima,
• el segundo se refiere a distintas subclases
dentro de cada grupo,
• el tercero y el cuarto se refieren a los grupos
químicos específicos que intervienen en la
reacción.
• CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS
• En función de su acción catalítica específica, las
enzimas se clasifican en 6 grandes grupos o
clases:
• Clase 1: OXIDORREDUCTASAS
• Clase 2: TRANSFERASAS
• Clase 3: HIDROLASAS
• Clase 4: LIASAS
• Clase 5: ISOMERASAS
• Clase 6: LIGASAS
• Ej.:Así, la ATP:glucosa fosfotransferasa
(glucoquinasa) se define como EC 2.7.1.2.
• El nº: 2 indica que es una transferasa, el
7 que es una fosfotransferasa,
• el 1 indica que el aceptor es un grupo
OH,
• y el último 2 indica que es un OH de la D-
glucosa el que acepta el grupo fosfato
Clase 1: OXIDORREDUCTASAS
• Catalizan reacciones de oxidorreducción, es decir,
transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un
sustrato a otro, según la reacción general:
• AH2 + B == A + BH2
• A red + Box==A ox + B red
•
Clase 2: TRANSFERASAS
• Catalizan la transferencia de un grupo
químico (distinto del hidrógeno) de un
sustrato a otro, según la reacción:
A-B + C === A + C-B
Ej. glucoquinasa
glucosa + ATP = ADP + glucosa-6-fosfato
Clase 3: HIDROLASAS
• Catalizan las reacciones de hidrólisis:
• A-B + H2O===AH + B-OH
• Un ejemplo es la lactasa, que cataliza la
reacción:
• lactosa + agua===glucosa + galactosa
Clase 4: LIASAS
• Catalizan reacciones de ruptura o unión
de sustratos: A-B=== A + B
• Un ejemplo es la acetoacetato
descarboxilasa, que cataliza la reacción:
• ácido acetoacético===CO2 + acetona
Clase 5: ISOMERASAS
• Catalizan la Inter conversión de isómeros:
• A=== B
• Ej.: la fosfo triosa isomeraza y la fosfo
glucosa isomeraza,
Clase 6: LIGASAS
• Catalizan la unión de dos sustratos con
hidrólisis simultánea de un nucleótido
trifosfato (ATP, GTP, etc.):
• A + B + XTP===A-B + XDP + Pi
• Un ejemplo es la piruvato carboxilasa, que
cataliza la reacción:
• piruvato + CO2 + ATP==oxaloacetato + ADP + Pi
CINÉTICA ENZIMÁTICA
• estudia la velocidad de las reacciones
catalizadas por enzimas, proporcionan
información directa acerca del mecanismo de la
reacción y de la especificidad del enzima
• La medida se realiza siempre en las
condiciones óptimas de pH, temperatura,
presencia de cofactores, etc, y se utilizan
concentraciones saturantes de sustrato. En
estas condiciones, la velocidad de reacción es
máxima
• La velocidad puede determinarse midiendo la
aparición de los productos o desaparición de
sustratos.
• En una reacción de orden cero, la
velocidad de formación del producto es
independiente de la concentración de
sustrato: v = k
• En una reacción de 1º orden la velocidad
de formación de los productos es
directamente proporcional a la
concentración del sustrato: v = k [A].
• Así, en la reacción de primer orden:
• sacarosa + agua==glucosa + fructosa
• La velocidad de hidrólisis de la sacarosa
es, en todo momento, proporcional a la
concentración de sacarosa, donde [A] es
la concentración de sacarosa a cada
tiempo (t) y k es la constante de
proporcionalidad.
• Una reacción de segundo orden es
aquella en la que la velocidad de
formación del producto depende
• de la concentración de dos sustratos
(como en una reacción de condensación):
• v = k [A1] [A2]
• Al seguir la velocidad de aparición de
producto (o de desaparición del sustrato)
en función del tiempo se obtiene la
cinética de la reacción.
• A medida que la reacción transcurre se
consume sustrato y acumula producto
disminuye la velocidad de reacción.
• Para evitar esta complicación se procede
a medir la velocidad inicial (Vo).
•La velocidad inicial de la reacción es igual
a la pendiente de la curva de avance a
tiempo cero.
•Así la medida de Vo se realiza antes de que
se consuma el 10% del total del sustrato, de
forma que pueda considerarse la [S] como
esencialmente constante a lo largo del
experimento.
En estas condiciones no es necesario
considerar la reacción inversa, ya que la
cantidad de producto formada es pequeña .
De esta forma se simplifican las ecuaciones
de velocidad.
EFECTO DE LAS CONCENTRACIONES SOBRE LA
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
• La velocidad de una reacción enzimática
depende de:
• la concentración de sustrato y enzima
• Condiciones de la reacción
• la presencia de los productos finales
puede hacer que la reacción sea más
lenta, o incluso invertir su sentido .
• Para estudiar la cinética enzimática se mide el
efecto de la concentración inicial de sustrato
sobre la velocidad inicial de la reacción,
manteniendo la cantidad de enzima constante.
• Cuando [S]o es pequeña, la Vi es directamente
proporcional a la concentración de sustrato, y
por tanto, la reacción es de primer orden.
• A altas [S]o, el enzima se encuentra saturada
por el sustrato, y la velocidad ya no depende de
[S]o. En este punto, la reacción es de orden
cero y la velocidad es máxima (Vmax).
MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN
• Modelo del estado estacionario:
• Para explicar la relación observada entre la
velocidad inicial (Vo) y la concentración inicial
de sustrato ([S]o) Michaelis y Menten
propusieron que las reacciones catalizadas
enzimáticamente ocurren en dos etapas:
• 1º etapa se forma el complejo Enz-S
• en la 2º, el complejo Enz-S da lugar a la
formación del producto, liberando el enzima
libre:
• En el estado estacionario, la concentración del
complejo /E-S/ es constante a lo largo de la reacción.
• Por tanto, la velocidad de formación del complejo Enz-
S (v1) es igual a la de su disociación (v2+ v3): v1 = v2 +
v3
• Y, como [ES] es constante, la velocidad de formación de
los productos es constante:
• vfp = v3 = k3 [ES] = constante
• En este esquema, k1, k2 y k3 son las constantes
cinéticas individuales de cada proceso
• v1 = k1 [E] [S], v2 = k2 [ES], v3 = k3 [ES]
• V.form ES=K1(Et-ES)(S)=k1(E.libre)(S)
• V.desd ES=K2(ES) + K3(ES)
• En regimen permanente Vform=Vdesdob
• K1(ET-ES)(S)=(K2+k3)(ES)
• K2+K3= (ET-ES)(S) =Km
• K1 (ES)
• Km= (ET)(S) - (ES)(S) Km= (ET)(S) - (S)
• (ES) (ES) (ES)
• Km+(S)= (ET)(S)
• (ES)
Distinguimos entre enzima libre (El) y enzima unido al
sustrato (ES), Asi la concentración total de enzima, [ET],
(que es constante a lo largo de la reacción) es:
[ET] = [El] + [ES], y [El] = [ET] - [ES],
• (ES)= (ET)(S) y Vfp=K3(ES)
• Km+(S)
• Vfp=K3 (ET)(S)
• Km+ (S)
• Y como Vmax=K3(ET)
• ecuación de Michaelis-Menten
Para cualquier reacción enzimática, [ET], k3 y KM son
constantes.
A concentraciones de sustrato pequeñas
([S] << KM) vi = (k3) [ET] [S].
(KM)
Como los términos entre paréntesis son constantes, pueden
englobarse en una nueva constante, de forma que la
expresión queda reducida a: v = Kobs [S], con lo cual la
reacción es un proceso cinético de primer orden
• A concentraciones de sustrato
elevadas ([S] >> KM), vi = k3 [ET]. La
velocidad de reacción es independiente de
la concentración del sustrato, y por tanto,
la reacción es un proceso cinético de
orden cero.
• Como k3 y [ET] son constantes,
definimos un nuevo parámetro, la
velocidad máxima de la reacción (Vi):
Vmax = k3 [ET], que es la velocidad que
se alcanzaría cuando todo el enzima
disponible se encuentra unido al sustrato.
CÁLCULO DE LA KM Y DE LA Vmax DE
UN ENZIMA
• La representación gráfica de la ecuación
de Michaelis-Menten (Vo frente a [S]o) es
una hipérbola .
• La Vmax corresponde al valor máximo al
que tiende la curva experimental, y la KM
corresponde a la concentración de
sustrato a la cual la velocidad de la
reacción es la mitad de la Vmax
• Se utiliza Para determinar gráficamente los
valores de KM y Vmax representando(1/Vo
frente a 1/[S]o). Es una recta en la cual:
• La pendiente es KM/Vmax
• La abscisa en el origen (1/v0 = 0) es -1/KM
• La ordenada en el origen (1/[S]0 = 0) es 1/Vmax
• De esta forma, a partir de los datos
experimentales se puede calcular gráficamente,
los valores de KM y Vmax de un enzima para
diversos sustratos
Representacion de Lineweaver-Burk: de doble reciproca
•1 = Km+S = Km + 1
•v Vmax.S Vmax.S Vmax
Corresponde a la ecuacion de una recta y=mx +b
Cuando x=0 => y=1/Vmax
Cuando y=0 => x=-1/Km
KM UN PARÁMETRO CINÉTICO IMPORTANTE
•
• KM es la concentración de sustrato
para la cual la velocidad de reacción es
la mitad de la velocidad máxima.
• Si KM = [S], la ecuación de Michaelis-
Menten se reduce a: v = Vmax./2
• 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.
• KM se define como (k2+k3/k1), donde las
reacciones 2 y 3 destruyen el complejo
/ES/, mientras que la reacción 1 lo forma.
• Si KM es grande, el complejo (ES) es
inestable pues predomina la tendencia a
destruirlo (poca afinidad hacia el sustrato),
y si KM es pequeña, el complejo ES
estable, ya que predomina la tendencia a
formarlo (gran afinidad hacia el sustrato).
KM del sustrato natural es menor que la de
los sustratos análogos. Y tiene mayor afinidad
por el enzima, la reacción transcurre a mayor
velocidad que con el sustrato de mayor KM,
salvo a concentraciones saturantes de sustrato,
donde la v = Vmax.
Los valores de KM de muchos enzimas son
próximos a la concentración fisiológica de
sus sustratos, así pequeñas variaciones en la
[S] pueden suponer grandes cambios en la
velocidad de toda una ruta metabólica.
• La forma de la curva de pH optima esta
determinada por los siguientes factores:
• 1-desnaturalizacion de la Enz a valores
extremos de pH
• 2-Efecto sobre el estado de carga de la enzima
y el sustrato
• Ej:Enz- + SH+-EnzH
• A valores bajos de pH Enz- perdera su carga
negativa Enz- + H+ EnzH
• A pH muy alto SH+ se ionizará y perderá
• Su carga + SH+-- S + H+
Efecto del pH
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
• En general, por cada 10ºC de incremento
de temperatura, la velocidad de reacción
se duplica.
• La temperatura a la cual la actividad
catalítica es máxima se llama
temperatura óptima. Por encima de esta
temperatura, se pierde actividad catalítica
debida a la desnaturalización,
Ecuación Arrhenius
• logK= logC – E a
• 2,3RT
• R:Cte de los gases
• C:una constante,
• se trata de la ecuación de una
recta y la variable
independiente es 1/T
• (-Ea/2,3R)pendiente de la
curva
Log Vmax
1/T
Se puede calcular el valor Ea comparando
Los valores de Ea obtenidos para una misma reacción
en presencia y ausencia de catalizador.
• Cofactores enzimaticos:
• Casi 1/3 de las enzimas conocidas requieren
para su función la presencia de sustancias no
proteicas, termoestables, que pueden
encontrarse fuertemente o débilmente unido a la
enzima
• se clasifican en:
• a)-Coenzimas,
• b)-Activadores
• C)-Grupo prostético (cuando se encuentra
covalentemente unido a la enzima)
• Los cofactores:
• A) Actúan en la actividad catalítica, que al
combinarse con la enzima altera su estructura
terciaria para dar una configuración activa.
• B) Como transportadores intermediarios de
grupos funcionales, átomos específicos o e-.
• C) Coenzimas están involucradas en la transf de
e-, protones, o grupos de átomos
• Activadores: Metálicos, mono y divalentes
• como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++ etc.
• Pueden estar débil o fuertemente unida a la enzima,
probablemente por quelación con grupos fenol, amino,
fosforico o carboxilo
• El Ion metálico puede actuar como
• 1-centro catalítico primario
• 2-como grupo puente para reunir el sustrato y la enzima
• 3-como agente estabilizante de la conformación
• Activadores aniónicos:
• Con efecto menos específicos, la enzima en su
ausencia presenta actividad , pero aumenta con
el agregado de esta
• Ej: fosfato, sulfato, cloruro
• Coenzima:
• molécula orgánica relativamente pequeña
no proteica, termoestable y dializable
•
• Muchos de estos coenzimas se sintetizan
a partir de vitaminas.
• Holoenzima= Enz-Coenzima
• Apoenzima: enzima sin Coenzima
• grupo prostético:
• fuertemente unido a la enzima.
• Actúan generalmente como
transportadores intermediarios de grupos
funcionales, de átomos específicos o de e-
, que son transferidos en la reacción
enzimatica global
• Ej.: porcion porfirinica de la
hematoproteina peroxidasa, y FAD, no se
disocian en ningún momento.
• Coenzim ppales entidad transferida
• NAD at. de H(e-)
• FAD at. de H(e-)
• FMN at de H(e-)
• Coenz Q at de H(e-)
• Pirof.tiamina Aldehidos
• Coenzima A grupo Acilo
• Lipoamida grupo acilo
• Cobamidas grupo alquilo
• Biocitina CO2
• Piridoxal fosfato grupo amino
• Folatos grupos metilos,metilenos,
• formilos
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
• UI: Se define la Unidad de actividad enzimática
como la cantidad de enzima que cataliza la
conversión de 1 µmol de sustrato en un minuto.
• La actividad específica es el número de unidades de
enzima por miligramo de proteína (U/mg prot) o por
mililitro de disolución (U/ml).
•
• El Sistema Internacional de unidades (SI) ha definido
la unidad de actividad enzimática como la cantidad
de enzima que transforma 1 mol/s de sustrato. Esta
unidad se llama katal (kat).
•
• 6
• Como 1 mol son 1x10 µmoles y 1 minuto son 60
segundos,
• Entonces:
• 6
• 1 katal equivale a 60 x 10 U.
• Esta unidad es muy grande, de forma que se utilizan
•
• frecuentemente los submúltiplos como el microkatal
• -6
• (µkat, 10 kat) o el
• -9
• nanokatal (nkat, 10 kat).
• Especificidad enzimatica:
• se considera bajo dos aspectos:
• — la especificidad frente al sustrato.. Un
enzima sólo puede actuar sobre un sustrato
dado o un grupo de sustratos .
• — la especificidad de la reacción.
• Un enzima sólo puede realizar un tipo de
reacción: hidrólisis, transferencia de grupos
metilo...etc.
La especificidad enzimatica depende de distintos
factores:que intervienen en la union E-S
• A) de grupos cargados de la enzima
• B) interacciones hidrofóbicas con la
enzima
• C) enlaces H con la enzima
• D) interacciones con grupos prosteticos de
la enzima
• Los enzimas catalizan reacciones específicas,
con distintos niveles
• ·Ej.: sacarasa es muy específico: rompe el
enlace β-glucosídico, la sacarosa es su
sustrato natural.
• un enzima hidroliza la ,β-metil Glucosido,
pero no el α-metil glucósido
• sustratos análogos: El enzima actúa con
máxima eficacia sobre el sustrato natural y
con menor eficacia sobre los sustratos
análogos.Ej.: la maltosa y la isomaltosa .
Clasificacion de la especificidad enzimatica
• A) especificidad escasa o de reaccion
• Ej hidrolasas: AB+H2O=AOH+BH Ej.: las proteasas
digestivas como la quimotripsina, que rompe los enlaces
amida de proteínas y péptidos de muy diverso tipo
• B) Especificidad de grupo: especifica para uno de los
sustratos: Ej.: Específica para NAD
• Ej.Alcohol deshidrogenasa
• Alcohol+NAD+== Aldehido +NADH+H+
• C) Especificidad absoluta: sobre un sustrato determinado o un
par de sustratos·
• Ej.: sacarasa rompe el enlace β-glucosídico, la sacarosa es su
sustrato natural.
• Ureasa
• D) estereoespecificidad; la enzima actúa
específicamente sobre uno de los
isómeros
• sí se toma el acido tartárico racémico, un
enzima oxida la forma D o la forma L, pero no
las dos.
• una oxidasa
• AAL + Enz-FAD+H2O = cetoacido + Enz-FADH2
Se deben cumplir los siguientes requisitos
• 1-El sustrato debe tener orientacion
espacial al asociarse con la Enz
• 2-Debe haber al menos 3 puntos de
contacto
• 3-la reactividad de los tres puntos debe
ser diferente
• 4-el sustrato puede tener dos pero no mas
grupos idénticos y otros dos diferentes
• COOH COOH
• HCH HCH
• HOC-COOH HC-COOH
• HCH HOCH
• COOH COOH
Ac citrico
Ac isocitrico
Especificidad óptica:
teoría de la unión de tres puntos, 1 puede ser igual a 3
Mecanismos de acción enzimática
• Para comprenderlo se deben conocer al menos tres
puntos
• A) Curso químico de la reacción
• B) Restos de AA de la enzima participante
• D) ordenación espacial de estos residuos en relación al
sustrato
• E) Explicación racional de cómo contribuyen estos
residuos a disminuir la energía de activación
Mecanismos de catálisis en el sitio
activo
• 1-Aproximación y orientación
• 2-Catálisis covalente
• 3-Catálisis acido básica
• 4-provocar tensión en el enlace
susceptible del sustrato
Aproximación y orientación
• La enzima puede fijarse al S de tal modo que el enlace
susceptible se encuentre:
• A-muy próximo al grupo catalítico sobre el centro activo
• B-orientado de tal modo en relación con el centro activo,
que el estado de transición se forma con facilidad
• Ej:
• Interacciones iónicas entre un metal fijado al enzima y el
sustrato pueden ayudar a orientar el sustrato para que
reaccione o para estabilizar estados de transición
Hidrólisis de acetilcolina en ácido acético y colina
Su punto de fijación está formado por dos partes; un
punto esterásico que fija el acetilo a nivel del enlace
éster y un punto anionico que fija el nitrógeno con su
carga positiva.
El punto catalítico comprende tres aminoácidos. La
serina se combina con el carboxilo, asi Como un resto
de histidina; la tirosina se combina con el alcohol.
Un desplazamiento de electrones disminuye la fuerza
del enlace éster y provocará su ruptura.
Catálisis acido básica
• Al proporcionar grupos funcionales
capaces de actuar como dadores o
aceptores de protones, la enzima puede
efectuar una catálisis general acida o
básica
• Ejemplo:
• Formación desfavorable de carga durante
la rotura de una amida
• Este tipo de reacción es catalizado por la
Quimotripsina y otras proteasas.
• Se puede evitar la formacion de carga por
donacion de un protón por H2O (catálisis
ácidobasica específica) o
• por HA (cat ácidobasica general).
Catálisis acido basica
Cuando La transferencia de un protón
desde o hacia el H2O es mas lenta que la
velocidad de descomposición del
intermediario los dadores o aceptores
protónicos alternativos incrementan la
velocidad de la reacción.
• Muchas reacciones orgánicas están
favorecidas por dadores (ácidos
generales) o aceptores de protones
(bases generales)
• Los sitios activos de algunos enzimas
contienen grupos funcionales de AAs,
que pueden participar en el proceso
catalítico como dadores o aceptores de
protones
Catálisis covalente
• La enzima reacciona con el sustrato y
forma un producto intermedio con enlace
covalente inestable que reacciona con
mayor facilidad para formar producto.
• implica la formación de un enlace
covalente transitorio entre el enzima y el
sustrato. Consideremos la hidrólisis de un
enlace entre los grupos A y B en
presencia de un catalizador covalente (un
enzima con un grupo nucleofilico X:)
• La reacción se transforma en:
• Generalmente un enzima utiliza una
combinación de varias estrategias catalíticas
para conseguir un incremento de velocidad.
• Ej.: catalisis covalente junto con la catálisis
ácido-base general en la quimotripsa.
• El primer paso es la rotura del enlace peptídico
Esto va acompañado por la formación de una
unión covalente entre un residuo de Ser en el
enzima y una parte del sustrato; esta reacción
es facilitada por catálisis básica general por
otros grupos catalíticos del enzima
La disociacion del enlace peptidico tiene lugar en dos etapas
Creatinquinasa: no se forma producto intermedio, el P se
transfiere directamente entre los sustratos
Inducción de tensión
• La enzima puede inducir una tensión o
distorsión en el enlace susceptible de la
molécula /S/ determinando que la ruptura
del enlace sea mas fácil
• Cuando el sustrato se une al sitio
activo se crea una tensión en ese
enlace, que se rompe parcialmente en
el estado de transición. La energía
necesaria surge de la energía liberada
por la unión con el sustrato. El estado
de transición se estabiliza por la
interacciones no-covalentes que se
forman.

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  • 1. [PORTADA] TEMA 11: ENZIMAS (Pincha en el recuadro para ir al apartado correspondiente)
  • 2. - catalizadores biológicos: - aumenta la velocidad de reacción sin consumirse. -actúan en condiciones termodinámicamente favorable. - No afecta el equilibrio de reacción -Son termolábiles -Eficaces en cantidades pequeñas -Alta especificidad -Sujeto a controles celulares, genéticos y alostéricos -PM de 13000 a 500.000 Dalton. ASPECTOS GENERALES DE ENZIMAS
  • 3. • Una vez formados los productos el enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción. • cambios en la conformación suelen ir asociados en cambios en la actividad catalítica. • Los factores que influyen de manera más directa sobre la actividad de un enzima son: • pH • temperatura • cofactores
  • 4. • comprende: • A) un sitio de unión formado por los AAs que están en contacto directo con el sustrato • B) un sitio catalítico, formado por los AAs directamente implicados en el mecanismo de la reacción • C) en la mayoría de las enzimas se encuentran serina, cisteína, histidina, tirosina, Lisina. • Una vez formados los productos el enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción centro activo: región del enzima, que se une al sustrato
  • 5. Enz y su sustrato 2.- Unión al centro activo 3.- Formación de productos
  • 6. MODO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS • disminuyen la energía de activación • (Ea) al comienzo de la reacción, aun mas que los catalizadores inorgánicos • Cuanto menor es la Ea más fácilmente transcurre la reacción
  • 7. • Disminuye la energía de activación al: • (1) permitir que los reactantes (sustratos) se unan a su centro activo con una orientación óptima para que la reacción se produzca • (2) modificar las propiedades químicas del sustrato unido a su centro activo, debilitando los enlaces existentes y facilitando la formación de otros nuevos
  • 8. Perfil energético de una reacción catalizada la descomposición del (H2O2) para dar H2O y O2 puede ocurrir: sin catalizador, 18Kcal/mol con cat. Inorg. (platino), 12Kcal/mol con un Enz (catalasa). 6Kcal/mol
  • 9. • Hay dos modelos sobre la forma en que el sustrato se une al centro activo del enzima: • el modelo llave-cerradura • el modelo del ajuste inducido
  • 10. 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.
  • 11. MODELO DEL AJUSTE INDUCIDO • En algunos casos, el centro activo adopta la conformación idónea sólo en presencia del sustrato. Se desencadena un cambio conformación al que da lugar a la formación del producto.
  • 12. NOMENCLATURA DE LAS ENZIMAS • Hay varias formas mediante las cuales se asigna un nombre a una enzima: • nombres particulares: denominación antigua • nombre sistemático • código de la comisión enzimática (enzyme comission) EC
  • 13. NOMBRE SISTEMÁTICO • consta actualmente de 3 partes: • el sustrato preferente, el tipo de reacción realizado, terminación "asa" • Ejemplo: glucosa fosfato isomeraza, que cataliza la isomerización de la gl-6-Pi en fructosa-6-fosfato. • Como la reacción es reversible también podría denominarse fructosa fosfato isomeraza.
  • 14. • Cuando la acción típica del enzima es la hidrólisis del sustrato, el segundo componente del nombre se omite y por ejemplo, la lactosa hidrolasa se llama simplemente lactasa. • Ejemplo • nombre sistemático: glucosa:ATP fosforiltransferasa • Nombre particular: glucoquinasa.
  • 15. CODIGO DE LA COMISIÓN ENZIMA • cada enzima puede ser identificado por un código numérico, encabezado por las letras EC (enzyme commission), seguidas de cuatro números separados por puntos. • El primer número indica a cual de las seis clases pertenece el enzima, • el segundo se refiere a distintas subclases dentro de cada grupo, • el tercero y el cuarto se refieren a los grupos químicos específicos que intervienen en la reacción.
  • 16. • CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS • En función de su acción catalítica específica, las enzimas se clasifican en 6 grandes grupos o clases: • Clase 1: OXIDORREDUCTASAS • Clase 2: TRANSFERASAS • Clase 3: HIDROLASAS • Clase 4: LIASAS • Clase 5: ISOMERASAS • Clase 6: LIGASAS
  • 17. • Ej.:Así, la ATP:glucosa fosfotransferasa (glucoquinasa) se define como EC 2.7.1.2. • El nº: 2 indica que es una transferasa, el 7 que es una fosfotransferasa, • el 1 indica que el aceptor es un grupo OH, • y el último 2 indica que es un OH de la D- glucosa el que acepta el grupo fosfato
  • 18. Clase 1: OXIDORREDUCTASAS • Catalizan reacciones de oxidorreducción, es decir, transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un sustrato a otro, según la reacción general: • AH2 + B == A + BH2 • A red + Box==A ox + B red •
  • 19. Clase 2: TRANSFERASAS • Catalizan la transferencia de un grupo químico (distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro, según la reacción: A-B + C === A + C-B Ej. glucoquinasa glucosa + ATP = ADP + glucosa-6-fosfato
  • 20. Clase 3: HIDROLASAS • Catalizan las reacciones de hidrólisis: • A-B + H2O===AH + B-OH • Un ejemplo es la lactasa, que cataliza la reacción: • lactosa + agua===glucosa + galactosa
  • 21. Clase 4: LIASAS • Catalizan reacciones de ruptura o unión de sustratos: A-B=== A + B • Un ejemplo es la acetoacetato descarboxilasa, que cataliza la reacción: • ácido acetoacético===CO2 + acetona
  • 22. Clase 5: ISOMERASAS • Catalizan la Inter conversión de isómeros: • A=== B • Ej.: la fosfo triosa isomeraza y la fosfo glucosa isomeraza,
  • 23.
  • 24. Clase 6: LIGASAS • Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.): • A + B + XTP===A-B + XDP + Pi • Un ejemplo es la piruvato carboxilasa, que cataliza la reacción: • piruvato + CO2 + ATP==oxaloacetato + ADP + Pi
  • 25. CINÉTICA ENZIMÁTICA • estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas, proporcionan información directa acerca del mecanismo de la reacción y de la especificidad del enzima • La medida se realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura, presencia de cofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato. En estas condiciones, la velocidad de reacción es máxima • La velocidad puede determinarse midiendo la aparición de los productos o desaparición de sustratos.
  • 26. • En una reacción de orden cero, la velocidad de formación del producto es independiente de la concentración de sustrato: v = k • En una reacción de 1º orden la velocidad de formación de los productos es directamente proporcional a la concentración del sustrato: v = k [A].
  • 27. • Así, en la reacción de primer orden: • sacarosa + agua==glucosa + fructosa • La velocidad de hidrólisis de la sacarosa es, en todo momento, proporcional a la concentración de sacarosa, donde [A] es la concentración de sacarosa a cada tiempo (t) y k es la constante de proporcionalidad.
  • 28. • Una reacción de segundo orden es aquella en la que la velocidad de formación del producto depende • de la concentración de dos sustratos (como en una reacción de condensación): • v = k [A1] [A2]
  • 29. • Al seguir la velocidad de aparición de producto (o de desaparición del sustrato) en función del tiempo se obtiene la cinética de la reacción. • A medida que la reacción transcurre se consume sustrato y acumula producto disminuye la velocidad de reacción. • Para evitar esta complicación se procede a medir la velocidad inicial (Vo).
  • 30.
  • 31. •La velocidad inicial de la reacción es igual a la pendiente de la curva de avance a tiempo cero. •Así la medida de Vo se realiza antes de que se consuma el 10% del total del sustrato, de forma que pueda considerarse la [S] como esencialmente constante a lo largo del experimento. En estas condiciones no es necesario considerar la reacción inversa, ya que la cantidad de producto formada es pequeña . De esta forma se simplifican las ecuaciones de velocidad.
  • 32.
  • 33. EFECTO DE LAS CONCENTRACIONES SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA • La velocidad de una reacción enzimática depende de: • la concentración de sustrato y enzima • Condiciones de la reacción • la presencia de los productos finales puede hacer que la reacción sea más lenta, o incluso invertir su sentido .
  • 34.
  • 35. • Para estudiar la cinética enzimática se mide el efecto de la concentración inicial de sustrato sobre la velocidad inicial de la reacción, manteniendo la cantidad de enzima constante. • Cuando [S]o es pequeña, la Vi es directamente proporcional a la concentración de sustrato, y por tanto, la reacción es de primer orden. • A altas [S]o, el enzima se encuentra saturada por el sustrato, y la velocidad ya no depende de [S]o. En este punto, la reacción es de orden cero y la velocidad es máxima (Vmax).
  • 36. MODELO CINÉTICO DE MICHAELIS-MENTEN • Modelo del estado estacionario: • Para explicar la relación observada entre la velocidad inicial (Vo) y la concentración inicial de sustrato ([S]o) Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadas enzimáticamente ocurren en dos etapas: • 1º etapa se forma el complejo Enz-S • en la 2º, el complejo Enz-S da lugar a la formación del producto, liberando el enzima libre:
  • 37. • En el estado estacionario, la concentración del complejo /E-S/ es constante a lo largo de la reacción. • Por tanto, la velocidad de formación del complejo Enz- S (v1) es igual a la de su disociación (v2+ v3): v1 = v2 + v3 • Y, como [ES] es constante, la velocidad de formación de los productos es constante: • vfp = v3 = k3 [ES] = constante • En este esquema, k1, k2 y k3 son las constantes cinéticas individuales de cada proceso • v1 = k1 [E] [S], v2 = k2 [ES], v3 = k3 [ES]
  • 38. • V.form ES=K1(Et-ES)(S)=k1(E.libre)(S) • V.desd ES=K2(ES) + K3(ES) • En regimen permanente Vform=Vdesdob • K1(ET-ES)(S)=(K2+k3)(ES) • K2+K3= (ET-ES)(S) =Km • K1 (ES) • Km= (ET)(S) - (ES)(S) Km= (ET)(S) - (S) • (ES) (ES) (ES) • Km+(S)= (ET)(S) • (ES) Distinguimos entre enzima libre (El) y enzima unido al sustrato (ES), Asi la concentración total de enzima, [ET], (que es constante a lo largo de la reacción) es: [ET] = [El] + [ES], y [El] = [ET] - [ES],
  • 39. • (ES)= (ET)(S) y Vfp=K3(ES) • Km+(S) • Vfp=K3 (ET)(S) • Km+ (S) • Y como Vmax=K3(ET) • ecuación de Michaelis-Menten
  • 40. Para cualquier reacción enzimática, [ET], k3 y KM son constantes. A concentraciones de sustrato pequeñas ([S] << KM) vi = (k3) [ET] [S]. (KM) Como los términos entre paréntesis son constantes, pueden englobarse en una nueva constante, de forma que la expresión queda reducida a: v = Kobs [S], con lo cual la reacción es un proceso cinético de primer orden
  • 41. • A concentraciones de sustrato elevadas ([S] >> KM), vi = k3 [ET]. La velocidad de reacción es independiente de la concentración del sustrato, y por tanto, la reacción es un proceso cinético de orden cero. • Como k3 y [ET] son constantes, definimos un nuevo parámetro, la velocidad máxima de la reacción (Vi): Vmax = k3 [ET], que es la velocidad que se alcanzaría cuando todo el enzima disponible se encuentra unido al sustrato.
  • 42. CÁLCULO DE LA KM Y DE LA Vmax DE UN ENZIMA • La representación gráfica de la ecuación de Michaelis-Menten (Vo frente a [S]o) es una hipérbola . • La Vmax corresponde al valor máximo al que tiende la curva experimental, y la KM corresponde a la concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la Vmax
  • 43.
  • 44. • Se utiliza Para determinar gráficamente los valores de KM y Vmax representando(1/Vo frente a 1/[S]o). Es una recta en la cual: • La pendiente es KM/Vmax • La abscisa en el origen (1/v0 = 0) es -1/KM • La ordenada en el origen (1/[S]0 = 0) es 1/Vmax • De esta forma, a partir de los datos experimentales se puede calcular gráficamente, los valores de KM y Vmax de un enzima para diversos sustratos Representacion de Lineweaver-Burk: de doble reciproca
  • 45. •1 = Km+S = Km + 1 •v Vmax.S Vmax.S Vmax Corresponde a la ecuacion de una recta y=mx +b Cuando x=0 => y=1/Vmax Cuando y=0 => x=-1/Km
  • 46. KM UN PARÁMETRO CINÉTICO IMPORTANTE • • KM es la concentración de sustrato para la cual la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima. • Si KM = [S], la ecuación de Michaelis- Menten se reduce a: v = Vmax./2 • 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.
  • 47. • KM se define como (k2+k3/k1), donde las reacciones 2 y 3 destruyen el complejo /ES/, mientras que la reacción 1 lo forma. • Si KM es grande, el complejo (ES) es inestable pues predomina la tendencia a destruirlo (poca afinidad hacia el sustrato), y si KM es pequeña, el complejo ES estable, ya que predomina la tendencia a formarlo (gran afinidad hacia el sustrato).
  • 48. KM del sustrato natural es menor que la de los sustratos análogos. Y tiene mayor afinidad por el enzima, la reacción transcurre a mayor velocidad que con el sustrato de mayor KM, salvo a concentraciones saturantes de sustrato, donde la v = Vmax. Los valores de KM de muchos enzimas son próximos a la concentración fisiológica de sus sustratos, así pequeñas variaciones en la [S] pueden suponer grandes cambios en la velocidad de toda una ruta metabólica.
  • 49. • La forma de la curva de pH optima esta determinada por los siguientes factores: • 1-desnaturalizacion de la Enz a valores extremos de pH • 2-Efecto sobre el estado de carga de la enzima y el sustrato • Ej:Enz- + SH+-EnzH • A valores bajos de pH Enz- perdera su carga negativa Enz- + H+ EnzH • A pH muy alto SH+ se ionizará y perderá • Su carga + SH+-- S + H+ Efecto del pH
  • 50.
  • 51. EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA • En general, por cada 10ºC de incremento de temperatura, la velocidad de reacción se duplica. • La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima. Por encima de esta temperatura, se pierde actividad catalítica debida a la desnaturalización,
  • 52.
  • 53. Ecuación Arrhenius • logK= logC – E a • 2,3RT • R:Cte de los gases • C:una constante, • se trata de la ecuación de una recta y la variable independiente es 1/T • (-Ea/2,3R)pendiente de la curva Log Vmax 1/T Se puede calcular el valor Ea comparando Los valores de Ea obtenidos para una misma reacción en presencia y ausencia de catalizador.
  • 54. • Cofactores enzimaticos: • Casi 1/3 de las enzimas conocidas requieren para su función la presencia de sustancias no proteicas, termoestables, que pueden encontrarse fuertemente o débilmente unido a la enzima • se clasifican en: • a)-Coenzimas, • b)-Activadores • C)-Grupo prostético (cuando se encuentra covalentemente unido a la enzima)
  • 55. • Los cofactores: • A) Actúan en la actividad catalítica, que al combinarse con la enzima altera su estructura terciaria para dar una configuración activa. • B) Como transportadores intermediarios de grupos funcionales, átomos específicos o e-. • C) Coenzimas están involucradas en la transf de e-, protones, o grupos de átomos
  • 56. • Activadores: Metálicos, mono y divalentes • como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++ etc. • Pueden estar débil o fuertemente unida a la enzima, probablemente por quelación con grupos fenol, amino, fosforico o carboxilo • El Ion metálico puede actuar como • 1-centro catalítico primario • 2-como grupo puente para reunir el sustrato y la enzima • 3-como agente estabilizante de la conformación • Activadores aniónicos: • Con efecto menos específicos, la enzima en su ausencia presenta actividad , pero aumenta con el agregado de esta • Ej: fosfato, sulfato, cloruro
  • 57. • Coenzima: • molécula orgánica relativamente pequeña no proteica, termoestable y dializable • • Muchos de estos coenzimas se sintetizan a partir de vitaminas. • Holoenzima= Enz-Coenzima • Apoenzima: enzima sin Coenzima
  • 58. • grupo prostético: • fuertemente unido a la enzima. • Actúan generalmente como transportadores intermediarios de grupos funcionales, de átomos específicos o de e- , que son transferidos en la reacción enzimatica global • Ej.: porcion porfirinica de la hematoproteina peroxidasa, y FAD, no se disocian en ningún momento.
  • 59. • Coenzim ppales entidad transferida • NAD at. de H(e-) • FAD at. de H(e-) • FMN at de H(e-) • Coenz Q at de H(e-) • Pirof.tiamina Aldehidos • Coenzima A grupo Acilo • Lipoamida grupo acilo • Cobamidas grupo alquilo • Biocitina CO2 • Piridoxal fosfato grupo amino • Folatos grupos metilos,metilenos, • formilos
  • 60. ACTIVIDAD ENZIMÁTICA • UI: Se define la Unidad de actividad enzimática como la cantidad de enzima que cataliza la conversión de 1 µmol de sustrato en un minuto. • La actividad específica es el número de unidades de enzima por miligramo de proteína (U/mg prot) o por mililitro de disolución (U/ml). • • El Sistema Internacional de unidades (SI) ha definido la unidad de actividad enzimática como la cantidad de enzima que transforma 1 mol/s de sustrato. Esta unidad se llama katal (kat). •
  • 61. • 6 • Como 1 mol son 1x10 µmoles y 1 minuto son 60 segundos, • Entonces: • 6 • 1 katal equivale a 60 x 10 U. • Esta unidad es muy grande, de forma que se utilizan • • frecuentemente los submúltiplos como el microkatal • -6 • (µkat, 10 kat) o el • -9 • nanokatal (nkat, 10 kat).
  • 62. • Especificidad enzimatica: • se considera bajo dos aspectos: • — la especificidad frente al sustrato.. Un enzima sólo puede actuar sobre un sustrato dado o un grupo de sustratos . • — la especificidad de la reacción. • Un enzima sólo puede realizar un tipo de reacción: hidrólisis, transferencia de grupos metilo...etc.
  • 63. La especificidad enzimatica depende de distintos factores:que intervienen en la union E-S • A) de grupos cargados de la enzima • B) interacciones hidrofóbicas con la enzima • C) enlaces H con la enzima • D) interacciones con grupos prosteticos de la enzima
  • 64. • Los enzimas catalizan reacciones específicas, con distintos niveles • ·Ej.: sacarasa es muy específico: rompe el enlace β-glucosídico, la sacarosa es su sustrato natural. • un enzima hidroliza la ,β-metil Glucosido, pero no el α-metil glucósido • sustratos análogos: El enzima actúa con máxima eficacia sobre el sustrato natural y con menor eficacia sobre los sustratos análogos.Ej.: la maltosa y la isomaltosa .
  • 65. Clasificacion de la especificidad enzimatica • A) especificidad escasa o de reaccion • Ej hidrolasas: AB+H2O=AOH+BH Ej.: las proteasas digestivas como la quimotripsina, que rompe los enlaces amida de proteínas y péptidos de muy diverso tipo • B) Especificidad de grupo: especifica para uno de los sustratos: Ej.: Específica para NAD • Ej.Alcohol deshidrogenasa • Alcohol+NAD+== Aldehido +NADH+H+ • C) Especificidad absoluta: sobre un sustrato determinado o un par de sustratos· • Ej.: sacarasa rompe el enlace β-glucosídico, la sacarosa es su sustrato natural. • Ureasa
  • 66. • D) estereoespecificidad; la enzima actúa específicamente sobre uno de los isómeros • sí se toma el acido tartárico racémico, un enzima oxida la forma D o la forma L, pero no las dos. • una oxidasa • AAL + Enz-FAD+H2O = cetoacido + Enz-FADH2
  • 67. Se deben cumplir los siguientes requisitos • 1-El sustrato debe tener orientacion espacial al asociarse con la Enz • 2-Debe haber al menos 3 puntos de contacto • 3-la reactividad de los tres puntos debe ser diferente • 4-el sustrato puede tener dos pero no mas grupos idénticos y otros dos diferentes
  • 68. • COOH COOH • HCH HCH • HOC-COOH HC-COOH • HCH HOCH • COOH COOH Ac citrico Ac isocitrico
  • 69.
  • 70. Especificidad óptica: teoría de la unión de tres puntos, 1 puede ser igual a 3
  • 71. Mecanismos de acción enzimática • Para comprenderlo se deben conocer al menos tres puntos • A) Curso químico de la reacción • B) Restos de AA de la enzima participante • D) ordenación espacial de estos residuos en relación al sustrato • E) Explicación racional de cómo contribuyen estos residuos a disminuir la energía de activación
  • 72. Mecanismos de catálisis en el sitio activo • 1-Aproximación y orientación • 2-Catálisis covalente • 3-Catálisis acido básica • 4-provocar tensión en el enlace susceptible del sustrato
  • 73. Aproximación y orientación • La enzima puede fijarse al S de tal modo que el enlace susceptible se encuentre: • A-muy próximo al grupo catalítico sobre el centro activo • B-orientado de tal modo en relación con el centro activo, que el estado de transición se forma con facilidad • Ej: • Interacciones iónicas entre un metal fijado al enzima y el sustrato pueden ayudar a orientar el sustrato para que reaccione o para estabilizar estados de transición
  • 74. Hidrólisis de acetilcolina en ácido acético y colina
  • 75. Su punto de fijación está formado por dos partes; un punto esterásico que fija el acetilo a nivel del enlace éster y un punto anionico que fija el nitrógeno con su carga positiva. El punto catalítico comprende tres aminoácidos. La serina se combina con el carboxilo, asi Como un resto de histidina; la tirosina se combina con el alcohol. Un desplazamiento de electrones disminuye la fuerza del enlace éster y provocará su ruptura.
  • 76. Catálisis acido básica • Al proporcionar grupos funcionales capaces de actuar como dadores o aceptores de protones, la enzima puede efectuar una catálisis general acida o básica
  • 77. • Ejemplo: • Formación desfavorable de carga durante la rotura de una amida • Este tipo de reacción es catalizado por la Quimotripsina y otras proteasas. • Se puede evitar la formacion de carga por donacion de un protón por H2O (catálisis ácidobasica específica) o • por HA (cat ácidobasica general).
  • 79.
  • 80. Cuando La transferencia de un protón desde o hacia el H2O es mas lenta que la velocidad de descomposición del intermediario los dadores o aceptores protónicos alternativos incrementan la velocidad de la reacción.
  • 81. • Muchas reacciones orgánicas están favorecidas por dadores (ácidos generales) o aceptores de protones (bases generales) • Los sitios activos de algunos enzimas contienen grupos funcionales de AAs, que pueden participar en el proceso catalítico como dadores o aceptores de protones
  • 82.
  • 83. Catálisis covalente • La enzima reacciona con el sustrato y forma un producto intermedio con enlace covalente inestable que reacciona con mayor facilidad para formar producto.
  • 84. • implica la formación de un enlace covalente transitorio entre el enzima y el sustrato. Consideremos la hidrólisis de un enlace entre los grupos A y B en presencia de un catalizador covalente (un enzima con un grupo nucleofilico X:) • La reacción se transforma en:
  • 85. • Generalmente un enzima utiliza una combinación de varias estrategias catalíticas para conseguir un incremento de velocidad. • Ej.: catalisis covalente junto con la catálisis ácido-base general en la quimotripsa. • El primer paso es la rotura del enlace peptídico Esto va acompañado por la formación de una unión covalente entre un residuo de Ser en el enzima y una parte del sustrato; esta reacción es facilitada por catálisis básica general por otros grupos catalíticos del enzima
  • 86.
  • 87. La disociacion del enlace peptidico tiene lugar en dos etapas
  • 88. Creatinquinasa: no se forma producto intermedio, el P se transfiere directamente entre los sustratos
  • 89. Inducción de tensión • La enzima puede inducir una tensión o distorsión en el enlace susceptible de la molécula /S/ determinando que la ruptura del enlace sea mas fácil
  • 90. • Cuando el sustrato se une al sitio activo se crea una tensión en ese enlace, que se rompe parcialmente en el estado de transición. La energía necesaria surge de la energía liberada por la unión con el sustrato. El estado de transición se estabiliza por la interacciones no-covalentes que se forman.