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INTRODUCCIÓN A LAS ENZIMAS
E. Herrera
(Octubre, 2019)
ENZIMAS
• Sitio activo– Sitio de unión al substrato– Sitio catalítico
• Apoenzima• Cofactor (grupo prostético o coenzima)• Holoenzima• Sitio alostérico y efector alostérico
∆[S] ∆[P]V = =
∆ t ∆ t
REACCIÓN ENZIMÁTICA
k1S + E E + P
k2
[E] [P] [P]Keq= =
[E] [S] [S]
Modelo de la llave-cerradura
Modelo del ajuste inducido
+
+
+
+Estado de transición
Sitio activo
A) Hexoquinasa, antes de unirse la glucosa-ATP B) Hexoquinasa, después de unirse la glucosa-ATP
Herrera,Ramos,Roca & Viana, Bioquímica Básica, Elsevier 2014 (fig. 3.9)
Necesidad de coenzimas
HO-CH2-R1 ↔↔↔↔ OHC-R1 + 2 H+
NAD+ + HO-CH2-R1 ↔↔↔↔ NADH+H+ + OHC-R1
Coenzimas
• Nucleótidos de nicotinamida participan en reacciones redox
O
OH OH
NOPO
O
O
O
OH OH
NOPO
O
CO
NH2
H
N
N N
NH2
(PO32-)NAD+ (NADP+)
+
nicotinamida
• La nicotinamida del NAD+ acepta un hidrógeno del alcohol para que pueda ser oxidado. A su vez, el alcohol libera un protón al medio.
N
C
O
NH2
H
R
+R1C
H
HOH N
C
O
NH2
H
R
H
+ R1CH
O
oxred+
+ H+Forma Ox Forma Red
NAD+ + HO-CH2-R1 ↔↔↔↔ NADH+H+ + OHC-R1
MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS
S
P
Herrera,Ramos,Roca & Viana, Bioquímica Básica, Elsevier 2014 (fig. 3.2)
RELACIÓN ENZIMA-SUSTRATO
EJEMPLOS DE UNIÓN ENZIMA-SUSTRATO
A) Bolsillo cargado negativamente B) Bolsillo hidrofóbico
ACCIÓN CATALÍTICA DE LA QUIMOTRIPSINA
A) Complejo enzima-sustrato B) Intermediario tetraédrico C) Intermediario acil-enzima
D) Transferencia de H+a His57 E) Ruptura del enlace acilo F) Salida del 2º producto
Herrera,Ramos,Roca & Viana, Bioquímica Básica, Elsevier 2014 (fig. 3.15)
FACTORES QUE MODIFICAN LA EFECTIVIDADDE LA REACIÓN ENZIMÁTICA
0 2 4 6 8 10
pH
EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DEL SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN
ENZIMÁTICA
E + S ↔↔↔↔ ES →→→→ E + P
Herrera,Ramos,Roca & Viana, Bioquímica Básica, Elsevier 2014 (fig. 4.4)
Pendiente a T=0
Tiempo
INHIBICIÓN ENZIMÁTICA
Inhibición competitiva
E + S E-S E + P+
EI + S
I
NR
K1
K2
K3
K12 K11
INHIBICIÓN COMPETITIVA
Inhibición no-competitiva
E + S E-S E + P+
IES
I
K1
K2
K3
I+
EI + S NR
INHIBICIÓN NO COMPETITIVA
ENZIMAS ALOSTÉRICAS
Sitio Sitio
Sitio
Sitio Sitio
Sitio
V
+ activador
+ inhibidor
[S]
ENZIMAS COMO REACTIVOS EN EL LABORATORIO
Fuentepolicromática
hνI0(λ)
Monocromador Compartimentode muestra Detector
IT(λ)
FUNDAMENTOS DE LA ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN
+ +
++
Ejemplos:
etanol + NAD acetaldehido + NADH + H
o piruvato + NADH + H lactato + NAD
Ecuación general:
S + coenzima P + coenzima-H + H1 1+ +
o S + coenzima-H + H P + coenzima+ +
2 2
ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)
ENZIMAS EN EL DIAGNÓSTICO CLÍNICO
DISTRIBUCIÓN DE LA ALANINA AMINO TRANSFERASA EN DISTINTOS TEJIDOS
ISOENZIMAS
LDH isoenzimas
• LDH es un tetrámero compuesto por dos protómeros: H (de corazón) y M (de músculo). De las 5 isoenzimas de LDH, la LDH1 (4H) y la LDH2 (3H1M) se encuentran solo en músculo cardiaco y eritrocitos, mientras que la LDH5 (4M) se encuentra en hígado y músculo esquelético.
• Sus perfiles electroforéticos se pueden utilizar para el diagnóstico del infarto de miocardio y de la hepatitis aguda.
LDH: 5 4 3 2 1
De las 5 isoenzimas de LDH, la LDH1 (4H) y la LDH2 (3H1M) se encuentran solo en músculo cardiaco y eritrocitos, mientras que la LDH5 (4M) se encuentra en hígado y músculo esquelético.
Herrera,Ramos,Roca & Viana, Bioquímica Básica, Elsevier 2014 (fig. e3.4)
