Enzimas: J. Jorge Huamán Saavedra Doctor En Medicina, Magister En Bioquímica 2019

ENZIMAS J. Jorge Huamán Saavedra Doctor en Medicina, Magister en Bioquímica 2019

Bioquímica Médica. J.Huamán S

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Contenido Enzimas. Naturaleza  Propiedades  Energía de activación  Especificidad  Clasificación  Importancia de las enzimas  Grupos prostéticos  Cofactores: coenzima, metal  Sitio activo. 

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Cuestionario 

1. Qué son las enzimas?



2.¿Cuáles son las propiedades de las enzimas?



3. ¿Cuál es la importancia de las enzimas?



4. ¿Qué es un cofactor?



5.¿Qué es una coenzima?

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3

Biomoléculas 

Agua: H y O



Proteínas:C,H,O,N



Carbohidratos:C,H,O….N



Lípidos:C,H,O,…N,P



Ácidos Nucleicos:C,H,O,P,N



Vitaminas



Intermediarios Metabolicos

ENZIMAS Polímeros biológicos que catalizan las reacciones químicas haciéndola compatible con la vida  Biocatalizadores biológicos de miles de reacciones bioquímicas: desintegración de los nutrientes para liberar energía y las unidades estructurales y luego utilizarlo para síntesis de propias macromoléculas , intercambio iónico, contracción muscular, etc. 

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ENZIMAS. Propiedades.Naturaleza 

PROPIEDADES



Naturaleza: la mayoría son proteínas, excepción de las ribozimas (RNA)

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Proteínas 

Macromoléculas



Unidades estructurales: aminoácidos



Unión: enlace peptídico



Péptidos: 50 aa



Proteínas >50 aa



Tamaño: variable



Forma: fibrosas y globulares



Conformación: tridimensional

Clases de AA 

Alifáticos: gli, ala,val, leu, ileu



Con grupos OH: ser, treo,tir



Con S: met, cis



Ácidos o amidas: glu, gln, asp, asn



Básicos: arg, lis, his



Aromáticos: his, phe, trp ,tir



Iminoácidos: pro

Polaridad de los AA (Baynes 2014)

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Estructura de las proteínas

Estructura de las proteínas (Baynes 2014)

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Ribozimas

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Eficacia 

Catalizadores muy eficaces: aumentan la velocidad de reacción de 106 a 1012 respecto a la no catalizada y varias veces las catalizadas por químicos.



Ej Anhidrasa carbónica 7.7x106



AMP nucleosidasa: 6.0x1012



No se consumen ni se modifican en forma permanente

 *Harvey R, B ioquímica 5ta ed. 2011

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Anhidrasa Carbónica

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Número de recambio 



El número de recambio o kcat es el número de moléculas de sustrato convertidas en producto por molécula de enzima por segundo Suele ser 102 a 104 s-1*

 Harvey R, B ioquímica 5ta ed. 2011

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ENZIMAS. Energía de activación 

Condiciones de reacciones adecuadas a la vida: temperatura corporal, presión atmosférica, pH neutro o próximo (la mayoría).



Disminuyen la energía de activación y no alteran la constante de equilibrio

Los catalizadores químicos requieren altas temperaturas, presión elevada y pH extremo

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Estado de transición 

Las enzima disminuyen la energía de activación de la reacción. La necesaria para que esta se produzca



El estado de transición representa al estado activado de los reactivos unido(s) a la enzima es decir cuando se ha alcanzado la energía de activación

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Energía de activación y estado de transición

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ENZIMAS. ESPECIFICIDAD GRAN ESPECIFICIDAD:  de su reacción : una determinada, ej. deshidrogenasa  de sus productos: no dan productos colaterales .Los c. químicos pueden actuar sobre varias reacciones, diferentes reactantes y dan productos colaterales * Murray R y col. Harper.Bioquímica ilustrada, 30 ed, 

2016

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Especificidad de sustrato



Uno como la glucosa en la Glucocinasa o glucosa oxidasa,



Pocos como la glucosa, manosa, fructosa en la hexocinasa .



Estereoespecificidad: Como se unen a sustratos por lo menos en tres puntos pueden distinguir estereoisómeros : D de L azúcares , L de D aminoácidos Convierten sustratos aquirales a productos quirales(con C asimétrico)*

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ENZIMAS. Regulación 

Capacidad de regulación: de su actividad (alosterismo, modificación covalente), de su síntesis (inducción , represión) , de su degradación (aumento o disminución de su proteolisis)

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Clasificación de las enzimas (IUB) Oxidoreductasas Transferasas Hidrolasas Liasas

Isomerasas Ligasas Bioquímica Médica. J.Huamán S

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Clasificación 

Oxidoreductasas: catalizan oxidaciones y reducciones. Ejemplo: Deshidrogenasa láctica



Transferasas: transferencia de grupos funcionales. Ej: aminotransferasas, fosfotransferasas



Hidrolasas: ruptura hidrolítica de los enlaces C-C, C-O, C-N, P-O y otros como de tipo anhidrido Ej:enzimas digestivas

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Clasificación 





Liasas: ruptura de los enlaces C-C, C-O, C-N y otros enlaces mediante eliminación, dejando enlaces dobles o también adición a dobles enlaces.Ej. Citrato liasa Isomerasas: isomerización, interconversión de isómeros , cambios geométricos o estructurales en la misma molécula. Ej: Fosfohexosa isomerasa Ligasas: unión de dos moléculas acoplada a la hidrólisis de ATP o similar. Ej. DNA ligasa Bioquímica Médica. J.Huamán S

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Clases de enzimas

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Nomenclatura Antes de la IUB: diversos nombres según sustrato, tipo de reacción, etc. Pepsina, tripsina. Alcohol deshidrogenasa.  IUB:2 nombres: común y el sistemático(sustrato seguido por el tipo de reacción terminado en asa) y cuatro números: clase, subclase, subsubclase, orden de descubrimiento  Hexocinasa es ATP:D-hexosa 6 fosfotransferasa E.C.2.7.1.1. 2: transferasas 7: fosfotransferasas, 1: alcohol es el aceptor del fosforilo 

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COFACTORES ,COENZIMAS, GRUPO PROSTETICO Muchas enzimas para ser activas requieren además de la parte proteica (apoenzima) la presencia de un cofactor, y el conjunto se llama holoenzima *  Cofactor: Componente no proteico necesario para la actividad de alguna enzimas.  El cofactor puede estar libre en el medio o unido como grupo prostético  El cofactor por su naturaleza química puede ser inorgánico( generalmente un ión metálico) u orgánico ó coenzima.  Harper considera tres tipos: cofactor o ión metálico libre, coenzima y grupo prostético- que puede ser a su vez un metal o una coenzima * Lehninger, Bioquímica, 

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Cofactor

Sin cofactor

Cofactor

Unido: Grupo Prostético

Libre

Ión metálico

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Coenzima

Ión metálico

Coenzima

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

Harper: Considera coenzimas, cofactor (metal libre) y grupo prostético (como coenzimas o metal unido a la enzima)



Baynes:metal

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Cofactores. Coenzima Molécula orgánica, ionizable.  Sirven como lanzadera de sustrato.  Transfieren hidrógeno (FAD, FMN, NAD, NADP) u otros grupos: acilo (CoA), amino (piridoxal), metilo (folato) 



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Coenzimas



Muchas enzimas requieren coenzimas:grupos 1,2,5 y 6 de IUB



Puede estar libre (difusible) o unida como grupo prostético

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Coenzimas y complejo B Vitamina

Coenzima

Nicotinamida

NAD, NADP

Riboflavina

FAD, FMN

Acido pantoténico

Coenzima A

Tiamina

Tiamina difosfato

Piridoxal (B6)

Piridoxal fosfato

Acido fólico

Varias formas

Vitamina B12

Hidroxicobalamina

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GRUPO PROSTETICO 

Grupo prostético:es una coenzima o un metal fuertemente unido a la enzima sea por enlace covalente o no covalente. Ejemplo de coenzimas como GP: fosfato de piridoxal, FMN, FAD. Los metales son los grupos prostéicos más frecuentes dando lugar a las metaloenzimas

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Coenzimas que transfieren grupos distintos al H Fosfato de azúcar CoA SH Pirofosfato de tiamina Fosfato de piridoxal Coenzimas del folato Biotina Coenzima de Cobalamida Acido lipoico Bioquímica Médica. J.Huamán S

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Coenzimas 

2. Transferencia de Hidrógeno



NAD+



NADP+



FMN



FAD



Acido lipoico



Coenzima Q

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NAD+ + 2H+ + 2e- ---NADH + H+

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FAD

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Importancia de las enzimas en el organismo humano. Importancia clínica 

Hacen posibles las reacciones bioquímicas en condiciones compatibles con la vida. Metabolismo. Anabolismo. Catabolismo



Intervienen en la homeostasis. Regulación de las vías.



Alteraciones metabólicas hereditarias o adquiridas por defectos enzimáticos. Errores innatos del metabolismo



Empleadas en el diagnóstico (ver enzimas en clínica) Aumento en algunas patologías.



Empleadas en el tratamiento.

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MUCHAS

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GRACIAS

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