APUNTE 6 BIOQUIMICA

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DEFINICION 
PROPIEDADES 
IMPORTANCIA BIOMECANICA 
CLASIFICACION 
 
 
 
GENERALIDADES 
Una ruta metabólica es una serie de reacciones consecutivas catalizadas por un 
enzima. Se producen compuestos intermedios y finalmente un producto o 
productos. 
 
 
Las enzimas son polímeros biológicos de naturaleza proteíca que catalizan las 
reacciones químicas. 
Con excepción de RIBOZIMAS Las ribozimas son ARN con actividad catalítica. El 
término "ribozima" es una contracción de las palabras "ácido ribonucleico" y 
"enzima". Los sustratos de las ribozimas son con frecuencia ARN. La actividad de 
las ribozimas combina transesterificación e hidrólisis de un enlace fosfodiéster. 
-Aumentar la velocidad de las reacciones químicas. 
-Como catalizador es específico para cada reacción. 
 
Tiene gran poder catalitico 
Aumentan la velocidad de la reacción catalizada correspondiente por factores de 
al menos 106- Las enzimas no se consumen ni se alteran en la reacción. 
Elevado grado de especificidad. 
Las enzimas son específicas tanto para el tipo de reacción catalizada como para 
un sustrato único o conjunto de sustratos estrechamente relacionados 
 
 
 
 
 
La capacidad para valorar la actividad de enzimas específicas en la sangre ayuda 
en el diagnóstico y el pronóstico de enfermedad. 
La estereoespecificidad absoluta de enzimas es valiosa para uso como 
catalizadores solubles para reacciones específicas en la síntesis de un fármaco o 
antibiótico. 
 
Frecuentemente para casi todas las enzimas, su nombre, describen el tipo de 
Reacción catalizada, seguido por el sufijo «asa». 
 Algunas veces se les añade designaciones alfanuméricas para identificar 
Múltiples formas de enzimas. 
 Hay 6 clases de enzimas: 
1. Oxidoreductasa (oxidación y reducción) 
2. Transferasas 
3. Hidrolasas (dividen y dejan dobles enlaces) 
4. Liasas(dividen enlaces covalentes) 
5. Isomerasas 
Clase 3 parte 2 
son catalizadores estereoespecíficos (es decir sólo 
catalizan un tipo de estereoisómero específico.) 
 
Presencia de un sitio activo. 
6. Ligasas (unen 2 moléculas) 
1. Oxidoreductasa (oxidación y reducción) 
Son las enzimas relacionadas con las oxidaciones y las reducciones biológicas; 
Es decir, transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un sustrato a otro 
 
Oxidación = Pérdida de electrones o hidrógeno 
Reducción = Ganancia de electrones o hidrógeno 
 
*A las oxidasas se les considera flavoproteínas porque contienen un 
nucleótido derivado de la vitamina B2, por ejemplo: la flavín adenín 
dinucleótido (FAD) o flavín mononucleótido (FMN) 
2. Transferasas 
Catalizan la transferencia de grupo químico (distinto del hidrógeno) de un 
sustrato a otro. Por ejemplo: grupos glucosilo, metilo o fosforilo. 
 
3. Hidrolasas (dividen y dejan dobles enlaces) 
Catalizan la división hidrolítica de enlaces covalentes; es decir, rompen 
moléculas de alto peso molecular, haciéndolas reaccionar con 
moléculas de agua. 
 
4. Liasas(dividen enlaces covalentes) 
Catalizan la división de C---C, C---O, C---N y otros enlaces covalentes 
mediante eliminación de un átomo o molécula, dejando dobles enlaces. 
 
5. Isomerasas 
Catalizan interconversión de isómeros de cualquier tipo, ópticos, 
geométricos o de posición. 
 
6. Ligasas (unen 2 moléculas) 
 Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea de un nucleótido 
trifosfato (ATP, GTP, etc.). 
 El termino sintetasa se reserva para este grupo de enzimas. 
 
 
 
ESPECIFICIDAD 
CATALISIS 
 
 Las enzimas son específicas tanto para el tipo de reacción catalizada como para 
un sustrato único o un pequeño conjunto de sustratos estrechamente 
relacionados. 
 
• LOS COFACTORES TIENEN FUNCIONES IMPORTANTES EN CATALISIS 
Un cofactor es toda sustancia de naturaleza no proteica que es requerida para 
que la enzima ejerza su actividad biológica Se une de manera transitoria. 
Se clasifican en inorgánicos (iones metálicos:Mg2+, Cu+, Mn2+ y, centros hierros 
azufre) y orgánicos (coenzima y grupos prostéticos). Los grupos prostéticos se 
unen de manera permanente. 
• LOS GRUPOS PROSTESICOS 
Los grupos prostéticos se distinguen por su incorporación estrecha y estable hacia 
la estructura de una proteína mediante fuerzas covalentes y no covalentes. 
• Los cofactores se asocian de manera reversible con enzimas o sustratos 
 Se unen de una manera transitoria y disociable a la enzima o a un sustrato como 
ATP. 
Los cofactores mas comunes también son iones metálicos. 
LAS COENZIMAS 
Son moléculas no proteicas reutilizables que tienen carbono (orgánico). Se unen 
ligeramente a una enzima en el sitio activo para ayudar a catalizar reacciones. 
• Sus funciones son: 
• Producción de energía (Ej. ATP recoge grupos fosfato) 
• Transferencia de grupos (Ej. NADPH transfiere H) 
• Reacciones redox (ej.NADH dona electrones) 
• Antioxidante (ej.CoQ10 atrapa electrones) 
 
 
Fischer razonó que la especificidad en extremo alta con la cual las enzimas 
distinguen sus sustratos cuando están formando un complejo de ES era análoga a 
la manera en la cual una cerradura mecánica distingue la llave apropiada. 
En casi todas las enzimas, la “cerradura” está formada por una hendidura en la 
superficie de la proteína que forma parte de una región llamada el sitio activo 
MECANISMOS QUE FACILITAN LA CATALISIS 
catálisis por proximidad 
 Para que las moléculas reaccionen, deben acercarse hasta ubicarse dentro de la 
distancia formadora de enlace. 
 Mientras más alta sea su concentración, con mayor frecuencia se encontrarán 
una con otra y mayor será la velocidad de su reacción. 
ENZIMAS DE ESCAPE 
Catalisis acido base 
 Es el proceso por el cual una reacción química es catalizada (aumento de la 
velocidad de una rección química) debido a la participación de un ácido o una 
base. El ácido es a menudo el protón y la base es a menudo un ion hidroxilo 
 Es decir la velocidad de reacción es sensible a cambios de la concentración de 
protones 
 Los grupos funcionales ionizables de cadenas laterales contribuyen a la catálisis 
al interactuar como ácidos o bases. 
Catalisis por tensión 
Las enzimas que catalizan reacciones -líticas que comprenden la rotura de un 
enlace covalente, típicamente se unen a sus sustratos en una conformación muy 
desfavorable para el enlace de tal modo que éste sufrirá la división. 
Catalisis covalente 
El proceso de catálisis covalente comprende: 
1. La formación transitoria de un enlace covalente entre la enzima y el sustrato. 
a) Las cadenas laterales de los aminoácidos de la enzima ofrecen una variedad de 
centros nueclofílicos para la catálisis. 
b) Estos grupos rápidamente atacan los centros electrofílicos del sustrato para 
formar el enlace covalente enzima-sustrato. 
2. El intermediario covalente ahora, puede ser atacado por agua o un segundo 
sustrato para formar el producto deseado. 
 Cuando la reacción esta completa la enzima vuelve a su estado normal. 
La actividad catalítica de las enzimas facilita su detección 
Las cantidades relativamente pequeñas de enzimas presentes en células 
complican la determinación de su presencia y concentración; sin embargo, la 
amplificación conferida por su capacidad para transformar con rapidez miles de 
moléculas de un sustrato específico en producto confiere a cada enzima la 
capacidad para revelar su presencia. 
Enzima de molécula única 
La sensibilidad limitada de las valoraciones enzimáticas tradicionales exige el uso 
de un grupo grande de moléculas de enzima para producir cantidades de 
producto medibles. 
• Sin embargo, la nanotecnología, mediante microscopia de fluorescencia ahora 
permite medir la velocidad de eventos catalíticos únicos y a veces, los pasos 
individuales en la catálisis mediante el método de enzimología de molécula única. 
Inmunoanalisis ligados a la enzima 
En el análisis inmunosorbente ligado a enzima (ELISA) se usan anticuerpos 
enlazados de maneracovalente a una “enzima reportera” como la fosfatasa 
alcalina o la peroxidasa de rábano picante cuyos productos se detectan con 
facilidad, por lo general mediante la absorbancia de luz o por medio de 
fluorescencia. 
Las deshidrogenasas dependientes de NAD(P) son valoradas de manera 
espectrofotométrica 
En las valoraciones espectrofotométricas se explota la capacidad de un sustrato o 
producto para absorber luz. Las coenzimas reducidas NADH y NADPH, escritas 
como NAD(P)H, absorben luz a una longitud de onda de 340 nm, no así sus formas 
oxidadas NAD(P)+ 
 
Reciben este nombre debido a que cuando existe daño tisular son vertidas al 
torrente sanguíneo, por lo que la actividad de este tipo de enzimas aumenta en la 
sangre. Esto es de gran utilidad en la clínica, ya que ayudan en el diagnostico de 
padecimientos en los que se presenta la necrosis en diferentes órganos. 
 
PERFILES ENZIMATICOS 
ENZIMAS EN EL ORGANISMO 
 
 
El estudio actual de la funcionalidad de un órgano involucra la medición de la 
actividad de sus enzimas pues, se encuentran en mayor proporción en las células 
de dicho órgano 
 Tenemos perfiles enzimáticos hepáticos, cardiacos, pancreáticos, óseo, 
prostáticos. 
 
PERFIL ENZIMATICO HEPATICO 
 
PERFIL ENZIMATICO CARDIACO 
 
OTROS PERFILES ENZIMATICOS 
PURIFICACION DE ENZIMAS 
 
ISOENZIMAS Y SIGNIFICADO DIAGNOSITCO 
 
 
 
K 
1. Para la extracción de proteínas, las células se desintegran mediante 
frotamiento, agitación, ultrasonido, etc. , en un medio extractor que es una 
solución salina tamponada, con fuerza iónica y pH adecuados. 
2. El producto desintegrado se centrifuga para separar los residuos desintegrados. 
3. Para separar las enzimas de interés, la mezcla extraída se fracciona por: 
a) Diferencia de solubilidad usando : sulfato amónico y sulfato de magnesio. 
b) Diferencia de carga: Cromatografía por cambio iónico, electroforesis de 
proteínas. 
•Las buenas separaciones se obtienen utilizando varias veces las técnicas antes 
mencionadas. 
•En cualquier caso, la electroforesis analítica es un indicador bastante seguro del 
grado de aislamiento. 
 
 
•Las isoenzimas son enzimas que catalizan la misma reacción, con los mismos 
requerimientos, pero con propiedades cinéticas y fisicoquímicas diferentes, lo 
cual permitió su descubrimiento y estudio. 
•Son variaciones en la molécula de la enzima que le da características físico- 
químicas (distinto pH, distinto Km, diferente acción de inhibidores y activadores) 
e inmunológicas diferentes, localización o lugares de origen diferentes; de modo 
que realizan el mismo tipo de reacción y actúan sobre el mismo sustrato pero en 
condiciones distintas. 
LDH 
•El primer caso conocido y el más estudiado es la lactato deshidrogenasa (LDH), 
•La LDH es una enzima tetramérica que consta de dos tipos de monómeros: H (de 
heart [corazón]) y M (de músculo) que se combinan para dar cinco isozimas de 
LDH 
Concentración normal: 120 a 230 UI/L 
•La expresión específica para tejido de los genes que codifican para H y M 
determina las proporciones relativas de cada subunidad en diferentes tejidos. 
 
 
 
 
 
FACTORES TERMODINAMICOS 
Creatinina Cinasa (CK) 
•La creatina quinasa (CK) es una enzima dimérica compuesta por dos tipos de 
subunidades monoméricas, M (muscular) y B (cerebral) que se combinan para 
formar tres isoenzimas creatina quinasa distintas 
•CKMM (músculo estriado), CKBB (cerebro) y CKMB (corazón y músculo estriado). 
•La CKMB tiene una ventana diagnóstica útil; aparece en el transcurso de 4 a 6 h 
luego de un infarto de miocardio, alcanza un máximo a las 24 h, y regresa al nivel 
basal hacia las 48 a 72 h 
 
 
• Cuando en una reacción química en la que un sustrato S se transforma en un 
producto P, introducimos una enzima, se observa un cambio en la velocidad de 
reacción. 
• Toda reacción química en la que un reactivo S se transforma en un producto P 
está asociado con un cambio de energía libre. 
 
ENERGÍA LIBRE Es una variable de estado porque depende del estado inicial de la 
reacción y del estado final, y para nada depende del camino en que esta reacción 
transcurre. 
 Procesos endergónicos, es aquel que, para efectuarse requieren que el sistema 
adquiera energía. 
Proceso exergónico es aquel que al llevarse a cabo libera energía