REGULACIÓN COVALENTE DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

Vista previa del material en texto

17
El cianuro inicialmente se une de manera laxa al Fe de la Citocromo oxidasa,
para transformarla de su forma ferrosa, oxidarla y llevarla a su forma férrica,
formando un enlace covalente.
La Citocromo oxidasa es un sistema enzimático, clave para el proceso de
“Cadena Transportadora de electrones o Cadena respiratoria” responsable de
la respiración celular. Entonces cuando el Cianuro inhibe a esta enzima,
bloquea este proceso biológico de respiración. Por esta razón la persona se
muere casi instantáneamente.
Frente a esta intoxicación se le suministra inicialmente nitritos, buscando
elevar los niveles de hemoglobina, oxidando los átomos de Fe+ de la forma
ferrosa a la forma férrica, formando metahemoglobina, la cual reacciona con
la Citocromo oxidasa envenenada por Cianuro y hace que este último se
desplace hacia ella, formando un compuesto atóxico llamado
Cianometohemoglobina, dejando libre la enzima.
El exceso libre de Cianuro en el organismo se hace reaccionar con Tiosulfato
de sodio, para que las Sulfotransferasas o Rodanasas, enzimas presentes en
mitocondrias hepáticas y renales, produzcan Tiosanato, el cual es un
compuesto atóxico de eliminación renal.La reacción puede ser revertida por
la Tiosanato oxidasa y esto es lo que hace que el paciente intoxicado por
Cianuro presente una reintoxicación en unos próximos días.
Es posible también utilizar vitamina B12 gracias al anillo de porfirina, que
colabora a la desintoxicación uniéndose al cianuro.
Esta intoxicación se puede dar por el consumo de Yuca salvaje, Mandioca,
Almendras amargas, Semillas de frambuesa, albaricoque, durazno. Debido a
que en estos alimentos hay Amigdalina, el cual es un glucósido, que al
metabolizarse, se hidroliza, liberando Cianuro.
En los pacientes que tienen crisis hipertensivas se utiliza Nitroprusiato de
sodio, que es el mismo Nitrocianuro de sodio, que al metabolizarse se liberan
mínimas cantidades de Cianuro que cuando reaccionan con los Tioles de la
membrana celular de los eritrocitos se convierte en Tiosanato que ya se sabe
que es un compuesto atóxico de eliminación renal. Por esta razón, el paciente
con crisis hipertensiva no se intoxica.
o Metales pesados
4.2 Análogos del estado de transición
 El inhibidor no es estrictamente análogo del sustrato, sino del Estado de Transición de la
reacción.
 La afinidad de las enzimas por los AET es enorme, del orden nM o pM, con lo que la fijación es
tan fuerte que puede considerarse irreversible.
18
APLICACIÓN: QUIMIOTERAPIA
La síntesis de la pirimidinas parte de glutamina, CO2 y ATP con la participación
de la Carbamoil sintetasa 2 produce un compuesto que se llama Carbamoil
fosfato, el cual cuando reacciona con el aspartato, con la participación de la
Aspartato transcarbamoilasa produce Carbamoil aspartato y a partir de este
último se llega a la síntesis del primer nucleótido pirimidinico, el cual es,
Uridina monofosfato, a partir de ese se produce UDP y este se convierte en
UTP, y este reaccionando con la glutamina, produce CTP.
El PALA es un análogo del estado de transición de la reacción catalizada por la
Aspartato transcarbamoilasa para hacer una unión irreversible con el fin de
inhibir la replicación de la célula y así detener el crecimiento tumoral.
APLICACIÓN: TRATAMIENTO DE HIPERTENSIÓN ARTERIAL
Entre el tratamiento de la hipertensión están los IECAS (Inhibidores de la
enzima convertidora o conversora), uno de estos es el Captopril.
Existe una estructura a nivel renal que se llama el sistema Yuxtaglomerular
renal, el cual responde a los cambios de presión arterial. La caída de la
concentración de sodio en el líquido macular, llevan a que este sistema
secreten Renina, el cual es una enzima, que produce angiotensina 1
(decapeptido), a partir del angiotensinógeno circulante.
La angiotensina 1 es un sustrato de la ECA, la cual elimina los dos últimos
aminoácidos del grupo carboxilo, dejando un octapéptido, el cual es
angiotensina 2, que es un fuerte vasoconstrictor. Haciendo que la resistencia
periférica total (RPT) aumente; la angiotensina 2, participa en la síntesis de la
aldosterona, la cual participa en la reabsorción tubular de sodio y agua,
llevando al incremento en el volumen sanguíneo que conduzca a la subida de
la presión arterial.
Para evitar esto se creó el inhibidor de la angiotensina 2, que es un análogo de
transición de la reacción catalizada por la ECA. Haciendo que baje la presión
arterial.
4.3 Sustratos suicidas
Son moléculas que le sirven de sustrato a la enzima, y esta lo modifica, el producto modificado se une
covalentemente al centro activo de la enzima, inhibiéndola reversiblemente. Son compuestos
relativamente poco reactivos hasta que se unen al sitio activo de una enzima específica. Ese inactivador
pasa los primeros pasos de una reacción enzimática normal, pero después se convierte en un
19
compuesto muy reactivo que se combina irreversiblemente con la enzima en lugar de ser transformado
en el producto normal.
APLIACIÓN: ANTIBIÓTICOS BACTERICIDAS
Los antibióticos bacteriostáticos inhiben el crecimiento bacteriano y los
bacteriolíticos producen lisis bacteriana, como las Penicilinas y las
Cefalosporinas, inhibiendo la síntesis de la pared bacteriana, que contiene
Peptidoglucano, que se forma con una reacción de transpectidación gracias a
la enzima Glicopéptido transpeptidasa. En este caso la Penicilina inhibe ésta
enzima mencionada.
Pero las bacterias desarrollaron las β-Lactamasa las cuales rompen el enlace
peptídico del anillo de tiasodil de las penicilinas, dando origen al ácido
peniciloico que es inactivo.
Luego se adicionó el Ácido clabulánico, a las Penicilinas, el cual es un sustrato
suicida de la β-Lactamasa. Para que la Penicilina pueda actuar libremente y sin
impedimento.
APLICACIÓN: ANTIDEPRESIVOS
Para tratar la depresión se diseñaron los antipsicóticos o antidepresivos como
la Pargirina, la cual funciona como un sustrato suicida de las Monoamino
oxidasa (MAO). Las catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina,
Serotonina) y las indolaminas, son degradadas por las MAO, y por esto se
desarrollaron inhibidores de las MAO para evitar la degradación de estas
hormonas. Aumentando los niveles centrales y disminuyendo el cuadro
depresivo.
5. REGULACIÓN COVALENTE DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
La adición de un grupo químico a la enzima, mediante un enlace covalente va a inducir en ella un cambio
conformacional, que puede llevar a la activación de la enzima o su desactivación. El grupo que se le adiciona
a la enzima por lo general son grupos fosfatos.
Se analizará la regulación de la Glucógeno sintasa, enzima indispensable en la Glucógenogénesis (Formación
de glucógeno) y la regulación covalente de la Glucogeno fosforilasa de la Glucogenolisis (Degradación de
glucógeno). Estos dos procesos son vías metabólicas que comprometen el metabolismo de los
carbohidratos.
Las células α del Islote de Langerhans del Páncreas producen Glucagón, las β producen Insulina, las δ
productoras somastotatina, las F producen polipéptido pancreático que inhibe las secreciones exocrinas
del páncreas y las células G producen la hormona gastrina que estimula la producción de HCl por las células
parietales del estómago.
La hipoglucemia es el principal estímulo para que las células del Páncreas produzcan, Glucagón.
1. El glucagón llega al receptor acoplado a proteínas G del hepatocito.
2. El GDP se cambia a GTP y la subunidad α de la proteína G, pierde su afinidad y se dirige al efector de
Adenilato ciclasa.