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Biología. 2º bachillerato
                           Unidad 5(2). Las enzimas




        Las enzimas
5   2




                           C.E.M HIPATIA-FUHEM
                      Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                Unidad 5(2). Las enzimas




    Los lípidos
    Las enzimas
5
2
    1.   Energía de activación.
    2.   Estructura y función de las enzimas.
    3.   La actividad enzimática.
    4.   Factores que afectan a la actividad enzimática.
    5.   Clasificación y nomenclatura de enzimas.
    6.   Las vitaminas
             1. Vitaminas liposolubles.
             2. Vitaminas hidrosolubles.




                                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                           Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                 Unidad 5(2). Las enzimas



1. Energía de activación
 Una reacción química implica la rotura de enlaces entre los átomos de los
   reactivos y la formación de nuevos enlaces, lo que origina productos.



 Este proceso no se lleva a cabo directamente, sino a través de un estado
    intermedio, denominado estado de transición o complejo activado




                                                                 C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                            Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                      Unidad 5(2). Las enzimas



            A2 + B2  2 AB




                             A                        A
A   A   +   B    B                       +

                             B                        B




                 A
    A




                         B




                                        B
                                        B
                       B
    A




                A




                                      C.E.M HIPATIA-FUHEM
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                                                              Unidad 5(2). Las enzimas
La energía de activación es la energía que hay que comunicar a los
          reactivos para alcanzar el estado de transición




                                                              C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                         Profesor: Miguel Ángel Madrid
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 ¿Cómo crees que podemos
aumentar la velocidad de esta
         reacción?




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       De dos formas:
AUMENTANDO LA TEMPERATURA
 AÑADIENDO UN CATALIZADOR




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                                                                                 Unidad 5(2). Las enzimas



                 Catalizadores

                                                Energía libre de activación
                                                de la reacción sin catalizador


                 Estado de transición



                                                                           Energía libre de activación
                                                                           de la reacción catalizada
Energía libre




                 Estado inicial


                                                                                     Variación global
                                                                                     de energía libre
                                                                                     en la reacción

                 Observa que se disminuye la
                energía de activación aumenta
                  la velocidad de la reacción
                                                                                       Estado final

                                                            Avance de la reacción

                                                                                 C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                            Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                                          Unidad 5(2). Las enzimas

                       La energía de activación es la energía que hay que comunicar a los
                 Catalizadoresreactivos para alcanzar el estado de transición

                                                         Energía libre de activación
                                                         de la reacción sin catalizador


                 Estado de transición



                                                                                    Energía libre de activación
                                                                                    de la reacción catalizada
Energía libre




                 Estado inicial


                                                                                              Variación global
                                                                                              de energía libre
                                                                                              en la reacción

                 Observa que se disminuye la
                energía de activación aumenta
                  la velocidad de la reacción
                                                                                                Estado final

                                                                     Avance de la reacción

                                                                                          C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                                     Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                            Unidad 5(2). Las enzimas



Catalizadores
                                         Gráfica de la energía de activación




               Para lanzar en poco
             tiempo muchos objetos
            por la ventana se puede        De igual forma, para acelerar una reacción química
               aumentar el número        se pueden calentar los reactivos o añadir un catalizador,
            de trabajadores o rebajar        es decir, una sustancia que disminuya la energía
             el dintel de la ventana.   de activación necesaria para llegar al estado de transición.


                                                                 CONSTRUCCIÓN DE LA GRÁFICA




                                                                           C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                      Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
     Unidad 5(2). Las enzimas




     C.E.M HIPATIA-FUHEM
Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                   Unidad 5(2). Las enzimas




     LOS ENZIMAS SON BIOCATALIZADORES DE LAS
              REACCIONES QUÍMICAS.




           ¿QUÉ LES CARACTERIZA?
1.Disminuyen la EA, acelerando la velocidad de la reacción
2.No modifican el estado de equilibrio de una reacción.
3.Se recuperan al final de la reacción.
4.Actúan en cantidades muy pequeñas.
5.Presentan elevado peso molecular
6.Son proteínas globulares (solubles en agua), excepto ribozimas (tipo
de ARN con capacidad catalítica)
7.Son específicas para cada sustrato
8.Sufren desnaturalización


                                                                   C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                              Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                        Unidad 5(2). Las enzimas


      Enzima - Catalizador
Tanto la enzima como el catalizador aceleran
  la velocidad de una reacción química.
Una enzima puede transformar 1000
  moléculas de sustrato/ segundo
Las enzimas tienen 3 propiedades que los
  catalizadores NO tienen
  Especificidad por el sustrato
  Se inactivan por desnaturación
  Pueden ser reguladas


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                                   Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                     Unidad 5(2). Las enzimas




                  Estructura de un enzima


       Enzimas
     estrictamente
       proteicos




Holoenzimas = fracción proteica (apoenzima) + fracción no proteica (cofactor)




                                                     Cofactor orgánico
                  Cofactor inorgánico                (COENZIMA): ATP,
                    (Mg 2+, Zn 2+…)                  NADP+, FAD, CoA,
                                                        vitaminas…


                                                                     C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                  Es en el centro activo donde
                                                    se produce la reacción
                                                            catalizada




 La unión E y S se
produce a través del
   centro activo o     Los enzimas inducen modificaciones a los
     catalítico          sustratos a los que se unen, ya sea por
                       ruptura, formación o redistribución de sus
                       enlaces o introducción o pérdida de algún
                                     grupo funcional




                                                             C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                        Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                       Unidad 5(2). Las enzimas




Se conocen más de 2.000 enzimas diferentes,
   capaces de realizar una reacción química
  específica. Pero no hay ninguna célula que
 contenga todas las enzimas conocidas, sino
que diferentes de células contienen diferentes
               tipos de enzimas.



                                       C.E.M HIPATIA-FUHEM
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  La unión del sustrato es muy
           específica
Complementariedad geométrica
Complementariedad de cargas, uniones iónicas
Modelos:
      Encaje inducido
      Llave – cerradura.
      Estado de transición




                                                    C.E.M HIPATIA-FUHEM
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                                                                                 Unidad 5(2). Las enzimas




Teorías de la acción enzimática, 1
       Modelo de Llave y Cerradura (Emil Fischer)


Substrato y enzima se acoplan de forma estereospecífica,
de la misma manera que una llave se ajusta a su cerradura.

Modelo aceptado durante mucho tiempo; hoy se considera insuficiente
al no explicar algunos fenómenos de la inhibición enzimática
    Modelo de llave-cerradura. Cada enzima (cerradura) solo puede unirse (abrirse) con su sustrato (llave)




                                                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
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Teorías de la acción enzimática, 2
     Modelo de Ajuste Inducido (Koshland)



Tanto la enzima como el substrato sufren una alteración en su estructura
por el hecho físico de la unión.

Está mucho más de acuerdo con todos los datos experimentales conocidos
hasta el momento.




                                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
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Teorías de la acción enzimática, 3
      Estabilización del Estado de Transición


Según lo cual, el Centro Activo enzimático es en realidad
complementario no al Ajuste Inducido se amplía en al actualidad
        La teoría del substrato o al producto, sino la
estado de transición la acción enzimática como
        definiendo entre ambos.




                                                               C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                          Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                Unidad 5(2). Las enzimas



Especificidad de las enzimas




              Modelo de apretón de manos




                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                           Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                          Unidad 5(2). Las enzimas




Una enzima puede unir dos sustratos en su sitio
                  activo




                                          C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                     Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                       Unidad 5(2). Las enzimas




El resultado de la unión enzima (E) y sustrato
 (S) es que el sustrato se transforma en otra
        molécula llamada producto (P)




                                       C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                  Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                               Unidad 5(2). Las enzimas




                        . . .
                Efecto de la concentración de substrato


v
                    . .
            .
        .
    .
                                                            [s]
                                                               C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                          Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                                                              Unidad 5(2). Las enzimas



                        Cinética de la actividad enzimática




                                                                          Vmáx
Velocidad de reacción




                                                                             KM: Parámetro característico de cada enzima
                                                                                 Hace referencia a la afinidad de un enzima
                                ½ Vmáx
                                                                                     por su sustrato. Un valor KM bajo
                                                                                    significa que consigue alta eficacia
                                                                          catalítica aún a bajas concentraciones de sustrato



                           KM            Concentración del sustrato [S]




                                                                                                             C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                                                        Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                     Unidad 5(2). Las enzimas



Baja
concentración
de sustrato




ALTA
concentración
de sustrato
SATURACION




                     C.E.M HIPATIA-FUHEM
                Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                               Unidad 5(2). Las enzimas

                                          Relación entre Km y Vmax
                                 Vmax        Michaelis y Menten
  Velocidad de la reacción (v)




                                 Vmax/2




                                          Km   Concentración de Sustrato [S]



La Km es la concentración de sustrato
donde se obtiene la mitad de la Vmax
                                                                               C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                          Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                                       Unidad 5(2). Las enzimas

                                Vmax

Velocidad de la reacción (v)


                                Vmax/2




                                              Km     Concentración de Sustrato [S]



                               A mayor Km, menor es la afinidad de la enzima por el sustrato
                               A menor Km mayor es la afinidad de la enzima por el sustrato



                                                                                       C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                                  Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                         Unidad 5(2). Las enzimas




                        Representación directa


v
    100
                                                                               Vmax
    80



    60
                                                                 V          s
                                                      v =                m x
    40                                                       K       m     + s

    20

                                                                  s
     0
          0        20     40        60           80         100




              Km
                                                                 C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                            Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                                                         Unidad 5(2). Las enzimas



                        Factores que afectan a la actividad enzimática

                                                                  Efecto de la
                                                                  temperatura
                                                                  Cada enzima
                        Aumento de la       Desnaturación           tiene una
                          velocidad           por calor           temperatura
Velocidad de reacción




                                                                      óptima

                                                                                                              Efecto del pH



                           Temperatura óptima




                                                                     Velocidad de reacción
                                                Temperatura ºC




                                 El pH óptimo es diferente para
                                  las distintas enzimas de un                                pH óptimo                  pH
                                           organismo

                                                                                                         C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                                                    Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                      Unidad 5(2). Las enzimas




   La mayoría de las enzimas se inactivan a
temperaturas entre 50 – 60 ºC, excepto las de
 las bacterias termófilas, capaces de resistir
       temperaturas próximas a 100 ºC

                                                      C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                 Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                          Unidad 5(2). Las enzimas



           ORGANISMOS
           TERMÓFILOS
Son organismos que viven a altas tº y realizan
  sus reacciones enzimáticas a estas altas tº
Ejemplos son los que viven en las aguas
  termales
Es tema de investigación el aislamiento de las
  enzimas de estos organismos para desarrollar
  procesos industriales en condiciones más
  extremas


                                          C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                     Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                 Unidad 5(2). Las enzimas



Inhibidores de la actividad enzimática


       Inhibidores: sustancias que
     disminuyen, e incluso anulan, la
    velocidad de la reacción catalítica.
 Pueden ser perjudiciales o beneficiosos
 (penicilina, inhibidor de las enzimas de
 la pared bacteriana, AZT inhibidor de la
           transcriptasa inversa)




                                                 C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                            Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                     Unidad 5(2). Las enzimas




    Inhibidores Irreversibles
Producen inactivación permanente de la
  actividad enzimática
Se interfiere con el normal desarrollo de
  una reacción o vía metabólica
Ejemplos:        p-cloromercuribenzoato,
  yodoacetato, diisopropilfluorfosfato


                                     C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                Unidad 5(2). Las enzimas



Inhibidores de la actividad enzimática
        IRREVERSIBLE o
           VENENOS
Inhibidor            Centro activo




                                              El inhibidor se une
                                              irreversiblemente a
                                           determinados grupos del
                                           centro activo y anulan su
                                         capacidad catalítica. Ejemplo
                                                los insecticidas
                                            organofosforados son
                                               inhibidores de la
                                          enzimaacetilcolinesterasa




                                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                           Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                        Unidad 5(2). Las enzimas


Inhibición reversible

(a) El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre,
    impidiendo la fijación del substrato: Inhibición Competitiva

(b) El inhibidor se fija a la enzima independientemente de que lo
    haga o no el substrato; el inhibidor, por tanto, no impide la
    fijación del substrato a la enzima, pero sí impide la acción
    catalítica: Inhibición No Competitiva

(c) El inhibidor se fija únicamente al complejo enzima-substrato
    una vez formado, impidiendo la acción catalítica; este tipo
    se conoce como Inhibición Anticompetitiva


                                                        C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                   Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                           Unidad 5(2). Las enzimas



Inhibidores de la actividad enzimática
                                            REVERSIBLE
 IRREVERSIBLE NO                            COMPETITIVA
   COMPETITIVA




   El inhibidor se une a una             El inhibidor es una molécula
   región distinta del centro                con una conformación
 activo y provoca un cambio              espacial parecida al sustrato,
    en la conformación del                   por lo que compite por
  enzima que da lugar a una               alojarse en el centro activo,
 disminución de su actividad                impidiendo la unión del
                                                     sustrato


                                                           C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                      Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                       Unidad 5(2). Las enzimas




   Inhibidores Competitivos
Compiten con el sustrato por el sitio
  activo de la enzima
Se une solo a la enzima libre
V máx no se altera y K M cambia




                                       C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                  Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
     Unidad 5(2). Las enzimas




     C.E.M HIPATIA-FUHEM
Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                   Unidad 5(2). Las enzimas


                Sin inhibidor




                            Con inhibidor



                           El inhibidor competitivo
                           aumenta la Km




   Km        Km
   Sin       con
inhibidor inhibidor


                                                   C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                              Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                       Unidad 5(2). Las enzimas




   Inhibidor No Competitivo
Se une a un lugar diferente del sitio
 activo la enzima
Se une a la enzima libre y también al
 complejo enzima-sustrato
Por acción del inhibidor disminuye la V m
 pero el valor de Km no se altera


                                       C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                  Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                         Unidad 5(2). Las enzimas




Inhibición NO competitiva




                         C.E.M HIPATIA-FUHEM
                    Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                Unidad 5(2). Las enzimas



        Inhibidor NO competitivo
El inhibidor NO competitivo se une a la enzima en un sitio diferente del sitio
                                  activo




                                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                           Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
     Unidad 5(2). Las enzimas




     C.E.M HIPATIA-FUHEM
Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                      Unidad 5(2). Las enzimas




      Clasificación y nomenclatura
     Nombre sistemático:
                                  Grupo transferido



       ATP: hexosa fosfotransferasa
   Donador       Aceptor          Tipo de reacción catalizada

                                                                       Grupos químicos
                     Número Enzyme Commission:


                              Enzyme
                             Comission
                                               EC 2.7.1.1                  Enzimas

                                               Grupo            Subgrupo

Nombre común (sustrato+”asa”):   Hexokinasa
                                                                      C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                 Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                     Unidad 5(2). Las enzimas




Clasificación y nomenclatura
Clasificación de enzimas por Grupos

    EC 1.x ⇒ Oxidorreductasas
    EC 2.x ⇒ Transferasas
    EC 3.x ⇒ Hidrolasas
    EC 4.x ⇒ Liasas
    EC 5.x ⇒ Isomerasas
    EC 6.x ⇒ Ligasas
                                     C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                          Unidad 5(2). Las enzimas



    Clasificación y nomenclatura
Grupo 1: Oxidorreductasas
 Catalizan reacciones de oxidorreducción, en que átomos de oxigeno ó hidrogeno son
 trasladados entre moléculas:



        Ared + Box                            Aox + Bred

        AH2 + B                              A + BH2

 En las reacciones redox, siempre tienen que estar presentes a la vez el aceptor y
 el dador electrónico.


                                                                          C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                     Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                      Unidad 5(2). Las enzimas



   Clasificación y nomenclatura
Grupo 2: Transferasas
  Catalizan reacciones de transferencia de átomos ó grupo de átomos
  entre moléculas:



          A-X + B                                 A + B-X

 Dador: Aceptor Grupo transferido - transferasa

 ATP: D-Hexosa Fosfotransferasa
                    Nombre común: hexokinasa

                                                                     C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                      Unidad 5(2). Las enzimas


   Clasificación y nomenclatura
Grupo 3: Hidrolasas
 Catalizan reacciones de hidrólisis y también su reverso. Son las más comunes en
 el dominio de la tecnología enzimática:



      A-B + H2O                                    A-OH + H-B
         No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las
         hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre
         Primitivo. Ejemplo: Quimosina




                                                                      C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                 Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                            Unidad 5(2). Las enzimas


      Clasificación y nomenclatura
Grupo 3: Hidrolasas
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.




Aplicaciones: Lipasas → Síntesis de tensioactivos
                Proteasas → Fabrico de quesos
                Glicosidasas → Clarificación de jugos; liberación de aromas en los
                        vinos; aplicaciones textiles

                                                                            C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                       Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                  Unidad 5(2). Las enzimas




 Clasificación y nomenclatura

Grupo 4: Liasas
 Adicionan moléculas sencillas (H2O, CO2, etc) a compuestos que tienen
 dobles enlaces


    A=B + X-Y                                    AX + BY




                                                                  C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                             Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                    Unidad 5(2). Las enzimas



       Clasificación y nomenclatura
 Grupo 5: Isomerasas
           Catalizan reacciones de isomerización moleculares



                        A                              B
Ejemplo:
Glucosa isomerasa (EC 5.3.1.5)




                                                                    C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                               Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                         Unidad 5(2). Las enzimas


  Clasificación y nomenclatura
Grupo 6: Ligasas
   Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas
   de la hidrólisis de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.).


 A + B + ATP                                      A-B + ADP + Pi




                                                                         C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                    Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                                                                 Unidad 5(2). Las enzimas



          Actividad enzimática

  Reacción con un sustrato                                                   Reacción con dos sustratos sucesivos

  Centro activo                                                                                      Sustrato A
                     Sustrato
                                                  Reacción con dos
                                                  sustratos a la vez
                              Enzima +
                              Sustrato
 Enzima
                                              Sustrato A     Sustrato B           Enzima
                                                                                                                  Sustrato B
                             Enzima +
                             Productos                            Complejo
                                                                  activado     Producto C
                                    Enzima
Complejo
activado
                                         Enzima + Producto
  Producto A            Producto B                                                              Producto D

   S + E → ES → E + P                                                         A + E → AE → C + E’// B + E’→ D + E

                                Producto C                   Producto D

                               A + B + E → ABE → CDE → C + D + E



                                                                                                 C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                                                            Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                            Unidad 5(2). Las enzimas



                    VITAMINAS
                                                              A
Vit = Vida; Amin = Nitrogenado
Compuestos orgánicos de
   naturaleza, estructura y
   composición variada.
Esenciales: No las podemos
   sintetizar y son imprescindibles.
Se necesitan en pequeñas                                       D
   cantidades.
Debemos obtenerlas a partir de la
   dieta: vegetales, bacterias y
   hongos si la sintetizan.
No son nutrientes energéticos.

                                            C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                       Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                Unidad 5(2). Las enzimas


                                          β- Caroteno
La podemos ingerir como
  provitamina y después en hígado,
  piel... se transforman en vitamina.
Nuestra flora intestinal nos la puede
  suministrar.
Son sustancias lábiles que se alteran
  fácilmente por pH, temperatura...
 Producen trastornos por:                                      B3

Avitaminosis.- si hay carencia total de
  una o varias vitaminas,
Hipovitaminosis.- si hay carencia
  parcial de vitaminas,
Hipervitaminosis: Sólo las liposolubles
                                                C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                           Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                           Unidad 5(2). Las enzimas




                    Definición
 Las vitaminas son              Coenzimas
  sustancias orgánicas, de       La ingestión de cantidades
  naturaleza y composición        extras de vitaminas no
  variada                         eleva la capacidad física,
 No aportan energía, ya          salvo en el caso de existir
  que no se utilizan como         un déficit vitamínico
  combustible, pero sin ellas     (debido, por ejemplo, a un
  el organismo no es capaz        régimen de comidas
  de aprovechar los               desequilibrado y a la
  elementos constructivos y       fatiga)
  energéticos suministrados      Las vitaminas deben ser
  por la alimentación             aportadas a través de la
 Son sustancias lábiles (se      alimentación, puesto que
  alteran con facilidad con       el cuerpo humano no
  los cambios de Tª, luz,…)       puede sintetizarlas.



                                                           C.E.M HIPATIA-FUHEM
                                                      Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                 Unidad 5(2). Las enzimas




Las Vitaminas se
dividen en dos
grupos,
LIPOSOLUBLES
que se disuelven en
grasas y aceites, e
HIDROSOLUBLES
que se disuelven en
agua.


                 C.E.M HIPATIA-FUHEM
            Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                                              Unidad 5(2). Las enzimas


                               Vitaminas
 LIPOSOLUBLES                     HIDROSOLUBLES
    Vitamina A (Retinol)           VITAMINA C. Ácido
    Vitamina D (Calciferol)         Ascórbico. Antiescorbútica.
                                    VITAMINA B1. Tiamina.
    Vitamina E (Tocoferol)
                                     Antiberibérica.
    Vitamina K                     VITAMINA B2. Riboflavina.
     (Antihemorrágica)
                                    VITAMINA B3. Niacina.
                                     Ácido Nicotínico. Vitamina
                                     PP. Antipelagrosa.
                                    VITAMINA B5. Ácido
                                     Pantoténico. Vitamina W.
                                    VITAMINA B6. Piridoxina.
                                    VITAMINA B8. Biotina.
                                     Vitamina H.
                                    VITAMINA B9. Ácido Fólico.
                                    VITAMINA B12. Cobalamina.


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                                                         Profesor: Miguel Ángel Madrid
Biología. 2º bachillerato
                                          Unidad 5(2). Las enzimas




          Vitaminas liposolubles
Vitamina A
    Retinol o
    Antixeroftálmica.
    provitamina A, en
    forma de carotenos




                                          C.E.M HIPATIA-FUHEM
Red CIB: Comunicación e   25/11/12   Profesor: Miguel Ángel Madrid
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                                                                   Unidad 5(2). Las enzimas

                            VITAMINA A
Acción fisiológica (función):
-Es antioxidante, ya que elimina radicales libres y protege
al ADN de su acción mutágena y frena el envejecimiento
celular.
-Protege y mantiene los tejidos epiteliales (piel,
mucosas,..)




                                                                   C.E.M HIPATIA-FUHEM
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        Vitaminas liposolubles

Vitamina D
Calciferol o Antirraquítica
   Sirve para la absorción de nutrientes como el
   calcio y las proteínas.




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             VITAMINA D
Calciferol o antirraquítica.
Es un esteroide con cuatro
  formas moleculares, las
  más importantes D2 y D3
Fuentes: Provitaminas
  vegetales: ergosterol o por
  el colesterol y los baños de
  sol. También en alimentos:
  leche, huevos, pescados
  azules

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                            VITAMINA D
Acción fisiológica (función):
-Regula la absorción intestinal de calcio (Ca) y fósforo (P); la concentración de éstos
bioelementos en la sangre, y por tanto, la estabilidad y formación ósea.

Déficit (alteraciones carenciales):
-En niños, las perturbaciones en la osificación de los huesos producen deformaciones
en los mismos (Raquitismo) y en adultos, reblandecimiento óseo (Osteomalacia).

Exceso:
-Trastornos digestivos (vómitos, diarreas,..) y calcificaciones en el riñón, hígado,
corazón, etc…



                                                                        C.E.M HIPATIA-FUHEM
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     Unidad 5(2). Las enzimas




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             Vitaminas liposolubles
 Vitamina E
    Tocoferol o restauradora de la fertilidad

     Esta vitamina participa en la formación de glóbulos rojos,
     músculos y otros tejidos. Se necesita para la formación de las
     células sexuales masculinas y en la antiesterilización.
     Tiene como función principal participar como antioxidante,




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                     VITAMINA E
Se encuentra en todas las membranas celulares.
Actúa como antioxidante al reaccionar con radicales libres y
  se consigue menor toxicidad
Fuentes: Aceites, margarinas, granos integrales.
Deficiencia: Ataxia, Anemia
Toxicidad: Vértigo, visión borrosa




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              Vitaminas liposolubles
 VITAMINA K
   Antihemorrágica o filoquinona.
   Participa en diferentes reacciones en el metabolismo, como coenzima, y también forma
    parte de una proteína muy importante llamada protombina que es la proteína que
    participa en la coagulación de la sangre.
 Tipos y fuente
   K1 : vegetales de hoja verde (espinacas, coles, lechuga, tomate,..)
   K2 :derivados de pescados.
   K3 : flora bacteriana intestinal.




                                                                               C.E.M HIPATIA-FUHEM
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        Vitaminas Hidrosolubles

VITAMINA C
Ácido Ascórbico o vitamina
Antiescorbútica
   Esta vitamina es necesaria para
   producir colágeno que es una
   proteína necesaria para la
   cicatrización de heridas. Es
   importante en el crecimiento y
   reparación de las encías, vasos,
   huesos y dientes,




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                  VITAMINA C                    Unidad 5(2). Las enzimas




Ac. Ascórbico
Monosacárido
Fuentes: Frutas y verduras.
Función: Antioxidante y síntesis de colágeno.
Deficiencia: Escorbuto Hemorragias perifoliculares Pelo
                        sacacorcho




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                                Unidad 5(2). Las enzimas


       Vitaminas Hidrosolubles
 El denominado
  complejo vitamínico
  B incluye los
  siguientes
  compuestos:
  Tiamina (B1)
  Riboflavina (B2)
  Äcido Pantoténico
   (B3)
  Äcido nicotínico (B5)
  Piridoxina (B6),
  Biotina (B7), y
  Cobalamina (B12)

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 Vitamina B1
 Tiamina, Aneurina
  O Antiberibérica
  Actúa como
   coenzima
  Desempeñan un
   papel fundamental
   en el metabolismo
   de los glúcidos y
   lípidos

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          VITAMINA B1
Tiamina
Base nitrogenada
Fuentes: Carnes, legumbres.
Función: Transferencia carbonilos
Deficiencia: Beriberi, debilidad muscular




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 Vitamina B2
   Riboflavina
   Actúa como
    coenzima




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          VITAMINA B2
Riboflavina
Base nitrogenada
Fuentes: Carnes, Lácteos, Granos integrales.
Función: Procesos de oxido-reducción: FAD
Deficiencia: Queilosis, Glositis, Dermatitis




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 Vitamina B3
  Vitamina PP o
   nicotinamida.
  Actua como
   coenzima
  Interviene en el
   metabolismo de los
   hidratos de carbono,
   las grasas y las
   proteínas



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                   VITAMINA B3
Nicotidamina
Base nitrogenada
Fuentes: Carnes, Huevos, Granos integrales.
Función: Procesos de oxido-reducción: NAD
Deficiencia: Pelagra: Dermat, Diarrea y Demencia




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 Vitamina B5
   Ácido Pantoténico o
    vitamina W
   Se encuentra en
    una gran cantidad y
    variedad de
    alimentos
    (pantothen en griego
    significa "en todas
    partes").
   Forma parte de la
    Coenzima A.


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 Vitamina B6
   Piridoxina.
   Actúa en la utilización
    de grasas del cuerpo
    y en la formación de
    glóbulos rojos.
   Es básica para la
    formación de niacina
    (vitamina B3), ayuda a
    absorber la vitamina
    B12, a producir el ácido
    clorhídrico del
    estómago e interviene
    en el metabolismo del
    magnesio

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 VITAMINA B8
  Vitamina H o Biotina
  Es una coenzima
   que participa en la
   transferencia de
   grupos carboxilo (-
   COOH), interviene
   en las reacciones
   que producen
   energía y en el
   metabolismo de los
   ácidos grasos.

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Vitamina B12
  Cianocobalamina.
  Esta vitamina
  Interviene en la
  síntesis de ADN,
  ARN.




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Falsas vitaminas.

  Son sustancias con una acción similar a la de
    las vitaminas, pero con la diferencia de que el
    organismo las sintetiza por sí mismo. Entre
    ellas están:
  Inositol.
  Colina.
  Ácido fólico.

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 Inositol:                              Colina:
  Forma parte del complejo B y está          También se le puede
   íntimamente unido a la colina y la          considerar un
   biotina.
                                               componente del grupo B.
  Forma parte de los tejidos de todos los
   seres vivos: en los animales formando      Actúa al mismo tiempo
   parte de los fosfolípidos.                  con el inositol en la
                                               formación de lecitina, que
                                               tiene importantes
                                               funciones en el sistema
                                               lipídico.
                                              La colina se sintetiza en
                                               el intestino delgado por
                                               medio de la interacción de
                                               la vitamina B12 y el ácido
                                               fólico con el aminoácido
                                               metionina



                                                                       C.E.M HIPATIA-FUHEM
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              VITAMINA B12             Unidad 5(2). Las enzimas




Cobalamina
Estructura muy compleja
Fuentes: Carnes, Hígado, Huevos.
Función: Metabolismo de ac. grasos y aa.
Deficiencia: Anemia megaloblástica




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 Ácido Fólico:                         Produce en los niños
                                         detenimiento en su
  Se le llama ácido fólico por          crecimiento y disminución en
   encontrarse principalmente en         la resistencia de
   las hojas de los vegetales            enfermedades.
  Junto con la vitamina B12 participa  En adultos, provoca anemia,
   en la síntesis del ADN                irritabilidad, insomnio,
                                         pérdida de memoria,
  Es imprescindible en los              disminución de las defensas,
   procesos de división y                mala absorción de los
   multiplicación celular, por este      nutrimentos debido a un
   motivo las necesidades                desgaste del intestino
   aumentan durante el embarazo




                                                                  C.E.M HIPATIA-FUHEM
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Ud.5 (2). enzimas

  • 1. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Las enzimas 5 2 C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 2. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Los lípidos Las enzimas 5 2 1. Energía de activación. 2. Estructura y función de las enzimas. 3. La actividad enzimática. 4. Factores que afectan a la actividad enzimática. 5. Clasificación y nomenclatura de enzimas. 6. Las vitaminas 1. Vitaminas liposolubles. 2. Vitaminas hidrosolubles. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 3. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas 1. Energía de activación Una reacción química implica la rotura de enlaces entre los átomos de los reactivos y la formación de nuevos enlaces, lo que origina productos. Este proceso no se lleva a cabo directamente, sino a través de un estado intermedio, denominado estado de transición o complejo activado C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 4. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas A2 + B2  2 AB A A A A + B B + B B A A B B B B A A C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 5. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas La energía de activación es la energía que hay que comunicar a los reactivos para alcanzar el estado de transición C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 6. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas ¿Cómo crees que podemos aumentar la velocidad de esta reacción? C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 7. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas De dos formas: AUMENTANDO LA TEMPERATURA AÑADIENDO UN CATALIZADOR C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 8. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Catalizadores Energía libre de activación de la reacción sin catalizador Estado de transición Energía libre de activación de la reacción catalizada Energía libre Estado inicial Variación global de energía libre en la reacción Observa que se disminuye la energía de activación aumenta la velocidad de la reacción Estado final Avance de la reacción C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 9. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas La energía de activación es la energía que hay que comunicar a los Catalizadoresreactivos para alcanzar el estado de transición Energía libre de activación de la reacción sin catalizador Estado de transición Energía libre de activación de la reacción catalizada Energía libre Estado inicial Variación global de energía libre en la reacción Observa que se disminuye la energía de activación aumenta la velocidad de la reacción Estado final Avance de la reacción C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 10. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Catalizadores Gráfica de la energía de activación Para lanzar en poco tiempo muchos objetos por la ventana se puede De igual forma, para acelerar una reacción química aumentar el número se pueden calentar los reactivos o añadir un catalizador, de trabajadores o rebajar es decir, una sustancia que disminuya la energía el dintel de la ventana. de activación necesaria para llegar al estado de transición. CONSTRUCCIÓN DE LA GRÁFICA C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 11. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 12. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas LOS ENZIMAS SON BIOCATALIZADORES DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. ¿QUÉ LES CARACTERIZA? 1.Disminuyen la EA, acelerando la velocidad de la reacción 2.No modifican el estado de equilibrio de una reacción. 3.Se recuperan al final de la reacción. 4.Actúan en cantidades muy pequeñas. 5.Presentan elevado peso molecular 6.Son proteínas globulares (solubles en agua), excepto ribozimas (tipo de ARN con capacidad catalítica) 7.Son específicas para cada sustrato 8.Sufren desnaturalización C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 13. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Enzima - Catalizador Tanto la enzima como el catalizador aceleran la velocidad de una reacción química. Una enzima puede transformar 1000 moléculas de sustrato/ segundo Las enzimas tienen 3 propiedades que los catalizadores NO tienen Especificidad por el sustrato Se inactivan por desnaturación Pueden ser reguladas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 14. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Estructura de un enzima Enzimas estrictamente proteicos Holoenzimas = fracción proteica (apoenzima) + fracción no proteica (cofactor) Cofactor orgánico Cofactor inorgánico (COENZIMA): ATP, (Mg 2+, Zn 2+…) NADP+, FAD, CoA, vitaminas… C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 15. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Es en el centro activo donde se produce la reacción catalizada La unión E y S se produce a través del centro activo o Los enzimas inducen modificaciones a los catalítico sustratos a los que se unen, ya sea por ruptura, formación o redistribución de sus enlaces o introducción o pérdida de algún grupo funcional C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 16. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Se conocen más de 2.000 enzimas diferentes, capaces de realizar una reacción química específica. Pero no hay ninguna célula que contenga todas las enzimas conocidas, sino que diferentes de células contienen diferentes tipos de enzimas. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 17. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas La unión del sustrato es muy específica Complementariedad geométrica Complementariedad de cargas, uniones iónicas Modelos:  Encaje inducido  Llave – cerradura.  Estado de transición C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 18. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Teorías de la acción enzimática, 1 Modelo de Llave y Cerradura (Emil Fischer) Substrato y enzima se acoplan de forma estereospecífica, de la misma manera que una llave se ajusta a su cerradura. Modelo aceptado durante mucho tiempo; hoy se considera insuficiente al no explicar algunos fenómenos de la inhibición enzimática Modelo de llave-cerradura. Cada enzima (cerradura) solo puede unirse (abrirse) con su sustrato (llave) C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 19. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Teorías de la acción enzimática, 2 Modelo de Ajuste Inducido (Koshland) Tanto la enzima como el substrato sufren una alteración en su estructura por el hecho físico de la unión. Está mucho más de acuerdo con todos los datos experimentales conocidos hasta el momento. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 20. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Teorías de la acción enzimática, 3 Estabilización del Estado de Transición Según lo cual, el Centro Activo enzimático es en realidad complementario no al Ajuste Inducido se amplía en al actualidad La teoría del substrato o al producto, sino la estado de transición la acción enzimática como definiendo entre ambos. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 21. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Especificidad de las enzimas Modelo de apretón de manos C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 22. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Una enzima puede unir dos sustratos en su sitio activo C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 23. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas El resultado de la unión enzima (E) y sustrato (S) es que el sustrato se transforma en otra molécula llamada producto (P) C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 24. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas . . . Efecto de la concentración de substrato v . . . . . [s] C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 25. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Cinética de la actividad enzimática Vmáx Velocidad de reacción KM: Parámetro característico de cada enzima Hace referencia a la afinidad de un enzima ½ Vmáx por su sustrato. Un valor KM bajo significa que consigue alta eficacia catalítica aún a bajas concentraciones de sustrato KM Concentración del sustrato [S] C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 26. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Baja concentración de sustrato ALTA concentración de sustrato SATURACION C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 27. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Relación entre Km y Vmax Vmax Michaelis y Menten Velocidad de la reacción (v) Vmax/2 Km Concentración de Sustrato [S] La Km es la concentración de sustrato donde se obtiene la mitad de la Vmax C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 28. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vmax Velocidad de la reacción (v) Vmax/2 Km Concentración de Sustrato [S] A mayor Km, menor es la afinidad de la enzima por el sustrato A menor Km mayor es la afinidad de la enzima por el sustrato C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 29. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Representación directa v 100 Vmax 80 60 V s v = m x 40 K m + s 20 s 0 0 20 40 60 80 100 Km C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 30. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Factores que afectan a la actividad enzimática Efecto de la temperatura Cada enzima Aumento de la Desnaturación tiene una velocidad por calor temperatura Velocidad de reacción óptima Efecto del pH Temperatura óptima Velocidad de reacción Temperatura ºC El pH óptimo es diferente para las distintas enzimas de un pH óptimo pH organismo C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 31. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas La mayoría de las enzimas se inactivan a temperaturas entre 50 – 60 ºC, excepto las de las bacterias termófilas, capaces de resistir temperaturas próximas a 100 ºC C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 32. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas ORGANISMOS TERMÓFILOS Son organismos que viven a altas tº y realizan sus reacciones enzimáticas a estas altas tº Ejemplos son los que viven en las aguas termales Es tema de investigación el aislamiento de las enzimas de estos organismos para desarrollar procesos industriales en condiciones más extremas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 33. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidores de la actividad enzimática Inhibidores: sustancias que disminuyen, e incluso anulan, la velocidad de la reacción catalítica. Pueden ser perjudiciales o beneficiosos (penicilina, inhibidor de las enzimas de la pared bacteriana, AZT inhibidor de la transcriptasa inversa) C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 34. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidores Irreversibles Producen inactivación permanente de la actividad enzimática Se interfiere con el normal desarrollo de una reacción o vía metabólica Ejemplos: p-cloromercuribenzoato, yodoacetato, diisopropilfluorfosfato C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 35. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidores de la actividad enzimática IRREVERSIBLE o VENENOS Inhibidor Centro activo El inhibidor se une irreversiblemente a determinados grupos del centro activo y anulan su capacidad catalítica. Ejemplo los insecticidas organofosforados son inhibidores de la enzimaacetilcolinesterasa C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 36. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibición reversible (a) El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre, impidiendo la fijación del substrato: Inhibición Competitiva (b) El inhibidor se fija a la enzima independientemente de que lo haga o no el substrato; el inhibidor, por tanto, no impide la fijación del substrato a la enzima, pero sí impide la acción catalítica: Inhibición No Competitiva (c) El inhibidor se fija únicamente al complejo enzima-substrato una vez formado, impidiendo la acción catalítica; este tipo se conoce como Inhibición Anticompetitiva C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 37. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidores de la actividad enzimática REVERSIBLE IRREVERSIBLE NO COMPETITIVA COMPETITIVA El inhibidor se une a una El inhibidor es una molécula región distinta del centro con una conformación activo y provoca un cambio espacial parecida al sustrato, en la conformación del por lo que compite por enzima que da lugar a una alojarse en el centro activo, disminución de su actividad impidiendo la unión del sustrato C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 38. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidores Competitivos Compiten con el sustrato por el sitio activo de la enzima Se une solo a la enzima libre V máx no se altera y K M cambia C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 39. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 40. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Sin inhibidor Con inhibidor El inhibidor competitivo aumenta la Km Km Km Sin con inhibidor inhibidor C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 41. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidor No Competitivo Se une a un lugar diferente del sitio activo la enzima Se une a la enzima libre y también al complejo enzima-sustrato Por acción del inhibidor disminuye la V m pero el valor de Km no se altera C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 42. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibición NO competitiva C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 43. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Inhibidor NO competitivo El inhibidor NO competitivo se une a la enzima en un sitio diferente del sitio activo C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 44. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 45. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Nombre sistemático: Grupo transferido ATP: hexosa fosfotransferasa Donador Aceptor Tipo de reacción catalizada Grupos químicos Número Enzyme Commission: Enzyme Comission EC 2.7.1.1 Enzimas Grupo Subgrupo Nombre común (sustrato+”asa”): Hexokinasa C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 46. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Clasificación de enzimas por Grupos EC 1.x ⇒ Oxidorreductasas EC 2.x ⇒ Transferasas EC 3.x ⇒ Hidrolasas EC 4.x ⇒ Liasas EC 5.x ⇒ Isomerasas EC 6.x ⇒ Ligasas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 47. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 1: Oxidorreductasas Catalizan reacciones de oxidorreducción, en que átomos de oxigeno ó hidrogeno son trasladados entre moléculas: Ared + Box Aox + Bred AH2 + B A + BH2 En las reacciones redox, siempre tienen que estar presentes a la vez el aceptor y el dador electrónico. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 48. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 2: Transferasas Catalizan reacciones de transferencia de átomos ó grupo de átomos entre moléculas: A-X + B A + B-X Dador: Aceptor Grupo transferido - transferasa ATP: D-Hexosa Fosfotransferasa Nombre común: hexokinasa C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 49. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 3: Hidrolasas Catalizan reacciones de hidrólisis y también su reverso. Son las más comunes en el dominio de la tecnología enzimática: A-B + H2O A-OH + H-B No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre Primitivo. Ejemplo: Quimosina C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 50. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 3: Hidrolasas 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. Aplicaciones: Lipasas → Síntesis de tensioactivos Proteasas → Fabrico de quesos Glicosidasas → Clarificación de jugos; liberación de aromas en los vinos; aplicaciones textiles C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 51. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 4: Liasas Adicionan moléculas sencillas (H2O, CO2, etc) a compuestos que tienen dobles enlaces A=B + X-Y AX + BY C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 52. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 5: Isomerasas Catalizan reacciones de isomerización moleculares A B Ejemplo: Glucosa isomerasa (EC 5.3.1.5) C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 53. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Clasificación y nomenclatura Grupo 6: Ligasas Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas de la hidrólisis de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.). A + B + ATP A-B + ADP + Pi C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 54. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Actividad enzimática Reacción con un sustrato Reacción con dos sustratos sucesivos Centro activo Sustrato A Sustrato Reacción con dos sustratos a la vez Enzima + Sustrato Enzima Sustrato A Sustrato B Enzima Sustrato B Enzima + Productos Complejo activado Producto C Enzima Complejo activado Enzima + Producto Producto A Producto B Producto D S + E → ES → E + P A + E → AE → C + E’// B + E’→ D + E Producto C Producto D A + B + E → ABE → CDE → C + D + E C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 55. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINAS A Vit = Vida; Amin = Nitrogenado Compuestos orgánicos de naturaleza, estructura y composición variada. Esenciales: No las podemos sintetizar y son imprescindibles. Se necesitan en pequeñas D cantidades. Debemos obtenerlas a partir de la dieta: vegetales, bacterias y hongos si la sintetizan. No son nutrientes energéticos. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 56. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas β- Caroteno La podemos ingerir como provitamina y después en hígado, piel... se transforman en vitamina. Nuestra flora intestinal nos la puede suministrar. Son sustancias lábiles que se alteran fácilmente por pH, temperatura...  Producen trastornos por: B3 Avitaminosis.- si hay carencia total de una o varias vitaminas, Hipovitaminosis.- si hay carencia parcial de vitaminas, Hipervitaminosis: Sólo las liposolubles C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 57. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Definición  Las vitaminas son  Coenzimas sustancias orgánicas, de  La ingestión de cantidades naturaleza y composición extras de vitaminas no variada eleva la capacidad física,  No aportan energía, ya salvo en el caso de existir que no se utilizan como un déficit vitamínico combustible, pero sin ellas (debido, por ejemplo, a un el organismo no es capaz régimen de comidas de aprovechar los desequilibrado y a la elementos constructivos y fatiga) energéticos suministrados  Las vitaminas deben ser por la alimentación aportadas a través de la  Son sustancias lábiles (se alimentación, puesto que alteran con facilidad con el cuerpo humano no los cambios de Tª, luz,…) puede sintetizarlas. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 58. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Las Vitaminas se dividen en dos grupos, LIPOSOLUBLES que se disuelven en grasas y aceites, e HIDROSOLUBLES que se disuelven en agua. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 59. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas  LIPOSOLUBLES  HIDROSOLUBLES  Vitamina A (Retinol)  VITAMINA C. Ácido  Vitamina D (Calciferol) Ascórbico. Antiescorbútica.  VITAMINA B1. Tiamina.  Vitamina E (Tocoferol) Antiberibérica.  Vitamina K  VITAMINA B2. Riboflavina. (Antihemorrágica)  VITAMINA B3. Niacina. Ácido Nicotínico. Vitamina PP. Antipelagrosa.  VITAMINA B5. Ácido Pantoténico. Vitamina W.  VITAMINA B6. Piridoxina.  VITAMINA B8. Biotina. Vitamina H.  VITAMINA B9. Ácido Fólico.  VITAMINA B12. Cobalamina. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 60. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas liposolubles Vitamina A Retinol o Antixeroftálmica. provitamina A, en forma de carotenos C.E.M HIPATIA-FUHEM Red CIB: Comunicación e 25/11/12 Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 61. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA A Acción fisiológica (función): -Es antioxidante, ya que elimina radicales libres y protege al ADN de su acción mutágena y frena el envejecimiento celular. -Protege y mantiene los tejidos epiteliales (piel, mucosas,..) C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 62. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas liposolubles Vitamina D Calciferol o Antirraquítica Sirve para la absorción de nutrientes como el calcio y las proteínas. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 63. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA D Calciferol o antirraquítica. Es un esteroide con cuatro formas moleculares, las más importantes D2 y D3 Fuentes: Provitaminas vegetales: ergosterol o por el colesterol y los baños de sol. También en alimentos: leche, huevos, pescados azules C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 64. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA D Acción fisiológica (función): -Regula la absorción intestinal de calcio (Ca) y fósforo (P); la concentración de éstos bioelementos en la sangre, y por tanto, la estabilidad y formación ósea. Déficit (alteraciones carenciales): -En niños, las perturbaciones en la osificación de los huesos producen deformaciones en los mismos (Raquitismo) y en adultos, reblandecimiento óseo (Osteomalacia). Exceso: -Trastornos digestivos (vómitos, diarreas,..) y calcificaciones en el riñón, hígado, corazón, etc… C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 65. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 66. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas liposolubles Vitamina E Tocoferol o restauradora de la fertilidad Esta vitamina participa en la formación de glóbulos rojos, músculos y otros tejidos. Se necesita para la formación de las células sexuales masculinas y en la antiesterilización. Tiene como función principal participar como antioxidante, C.E.M HIPATIA-FUHEM Red CIB: Comunicación e 25/11/12 Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 67. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA E Se encuentra en todas las membranas celulares. Actúa como antioxidante al reaccionar con radicales libres y se consigue menor toxicidad Fuentes: Aceites, margarinas, granos integrales. Deficiencia: Ataxia, Anemia Toxicidad: Vértigo, visión borrosa C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 68. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas liposolubles  VITAMINA K  Antihemorrágica o filoquinona.  Participa en diferentes reacciones en el metabolismo, como coenzima, y también forma parte de una proteína muy importante llamada protombina que es la proteína que participa en la coagulación de la sangre.  Tipos y fuente  K1 : vegetales de hoja verde (espinacas, coles, lechuga, tomate,..)  K2 :derivados de pescados.  K3 : flora bacteriana intestinal. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 69. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas Hidrosolubles VITAMINA C Ácido Ascórbico o vitamina Antiescorbútica Esta vitamina es necesaria para producir colágeno que es una proteína necesaria para la cicatrización de heridas. Es importante en el crecimiento y reparación de las encías, vasos, huesos y dientes, C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 70. Biología. 2º bachillerato VITAMINA C Unidad 5(2). Las enzimas Ac. Ascórbico Monosacárido Fuentes: Frutas y verduras. Función: Antioxidante y síntesis de colágeno. Deficiencia: Escorbuto Hemorragias perifoliculares Pelo sacacorcho C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 71. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitaminas Hidrosolubles  El denominado complejo vitamínico B incluye los siguientes compuestos:  Tiamina (B1)  Riboflavina (B2)  Äcido Pantoténico (B3)  Äcido nicotínico (B5)  Piridoxina (B6),  Biotina (B7), y  Cobalamina (B12) C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 72. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Vitamina B1  Tiamina, Aneurina O Antiberibérica  Actúa como coenzima  Desempeñan un papel fundamental en el metabolismo de los glúcidos y lípidos C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 73. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA B1 Tiamina Base nitrogenada Fuentes: Carnes, legumbres. Función: Transferencia carbonilos Deficiencia: Beriberi, debilidad muscular C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 74. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Vitamina B2  Riboflavina  Actúa como coenzima C.E.M HIPATIA-FUHEM Red CIB: Comunicación e 25/11/12 Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 75. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA B2 Riboflavina Base nitrogenada Fuentes: Carnes, Lácteos, Granos integrales. Función: Procesos de oxido-reducción: FAD Deficiencia: Queilosis, Glositis, Dermatitis C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 76. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Vitamina B3  Vitamina PP o nicotinamida.  Actua como coenzima  Interviene en el metabolismo de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 77. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas VITAMINA B3 Nicotidamina Base nitrogenada Fuentes: Carnes, Huevos, Granos integrales. Función: Procesos de oxido-reducción: NAD Deficiencia: Pelagra: Dermat, Diarrea y Demencia C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 78. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Vitamina B5  Ácido Pantoténico o vitamina W  Se encuentra en una gran cantidad y variedad de alimentos (pantothen en griego significa "en todas partes").  Forma parte de la Coenzima A. C.E.M HIPATIA-FUHEM Red CIB: Comunicación e 25/11/12 Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 79. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Vitamina B6  Piridoxina.  Actúa en la utilización de grasas del cuerpo y en la formación de glóbulos rojos.  Es básica para la formación de niacina (vitamina B3), ayuda a absorber la vitamina B12, a producir el ácido clorhídrico del estómago e interviene en el metabolismo del magnesio C.E.M HIPATIA-FUHEM Red CIB: Comunicación e 25/11/12 Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 80. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  VITAMINA B8  Vitamina H o Biotina  Es una coenzima que participa en la transferencia de grupos carboxilo (- COOH), interviene en las reacciones que producen energía y en el metabolismo de los ácidos grasos. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 81. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Vitamina B12 Cianocobalamina. Esta vitamina Interviene en la síntesis de ADN, ARN. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 82. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas Falsas vitaminas. Son sustancias con una acción similar a la de las vitaminas, pero con la diferencia de que el organismo las sintetiza por sí mismo. Entre ellas están: Inositol. Colina. Ácido fólico. C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 83. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Inositol:  Colina:  Forma parte del complejo B y está  También se le puede íntimamente unido a la colina y la considerar un biotina. componente del grupo B.  Forma parte de los tejidos de todos los seres vivos: en los animales formando  Actúa al mismo tiempo parte de los fosfolípidos. con el inositol en la formación de lecitina, que tiene importantes funciones en el sistema lipídico.  La colina se sintetiza en el intestino delgado por medio de la interacción de la vitamina B12 y el ácido fólico con el aminoácido metionina C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 84. Biología. 2º bachillerato VITAMINA B12 Unidad 5(2). Las enzimas Cobalamina Estructura muy compleja Fuentes: Carnes, Hígado, Huevos. Función: Metabolismo de ac. grasos y aa. Deficiencia: Anemia megaloblástica C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid
  • 85. Biología. 2º bachillerato Unidad 5(2). Las enzimas  Ácido Fólico:  Produce en los niños detenimiento en su  Se le llama ácido fólico por crecimiento y disminución en encontrarse principalmente en la resistencia de las hojas de los vegetales enfermedades.  Junto con la vitamina B12 participa  En adultos, provoca anemia, en la síntesis del ADN irritabilidad, insomnio, pérdida de memoria,  Es imprescindible en los disminución de las defensas, procesos de división y mala absorción de los multiplicación celular, por este nutrimentos debido a un motivo las necesidades desgaste del intestino aumentan durante el embarazo C.E.M HIPATIA-FUHEM Profesor: Miguel Ángel Madrid

Notas del editor

  1. Clase
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