CEU Madrid _ 1_ Medicina _ Bioquimica _ 0__ ALUMN_

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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
k1
S + 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
NOP
O
O
O
O
OH OH
NOP
O
O
C
O
NH2
H
N
N N
NH2
(PO3
2-)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
H
OH N
C
O
NH2
H
R
H
+ R1C
H
O
ox
red+
+ 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 EFECTIVIDAD
DE 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
Fuente
policromática
hν
I0(λ)
Monocromador Compartimento
de 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)