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ENZIMAS
Las enzimas son proteínas



Catalizan reacciones químicas necesarias
para la sobrevivencia celular
Sin las enzimas los procesos biológicos
serían tan lentos que las células no podrían
existir.
Las enzimas pueden actuar dentro de la
célula , fuera de ésta, y en el tubo de ensayo.
E + S ESEP  E + P
E
E
E
E
La enzima disminuye la energía de
activación
Sin enzima
Con enzima
• La Ea de la hidrólisis de la urea
baja de 30 a 11 kcal/mol con la
acción de las enzimas, acelerando
la reacción 1014 x
E+S
E+P
Tiempo de la reacción
• El aumento de temperatura
necesario para producir la reacción
no catalizada seria de 529ºC
Enzima - Catalizador



Tanto la enzima como el catalizador
aceleran la velocidad de una reacción
química.
Una enzima puede transformar 1000
moléculas de sustrato/ segundo
Las enzimas tienen 3 propiedades que los
catalizadores NO tienen
•
•
•
Especificidad por el sustrato
Se inactivan por desnaturación
Pueden ser reguladas

Las enzimas se unen a los reactivos
(sustratos) reduciendo la energía de
activación

Cada enzima tiene una forma única
con un sitio o centro activo en el que
se une al sustrato

Después de la reacción, enzimas y
productos se separan.

Las moléculas enzimáticas no han
cambiado después de participar en la
reacción
Las enzimas cumplen su papel catalítico gracias a:
• Fijación estereoquímicamente complementaria
del substrato
• Transformación catalítica del mismo
En ambas funciones participan:
• Cadenas laterales de los aminoácidos
• Grupos o moléculas no proteicas:
 Grupos prostéticos
 Iones metálicos
 Cofactores
Los siguientes hechos:
 Especificidad de la reacción enzimática
 Carácter heterogéneo de la catálisis enzimática
Nos llevan a postular la existencia de un Centro
Activo en la molécula de enzima, capaz de:
Fijar específicamente al substrato
 Transformarlo catalíticamente.

Enzima
Sustrato
Sitio activo
La unión del sustrato es muy
específica

Complementariedad geométrica

Complementariedad
iónicas

Modelos:



de
Encaje inducido
Llave – cerradura.
Estado de transición
cargas,
uniones
Teorías de la acción enzimática, 1
Modelo de Llave y Cerradura (Emil Fischer)
Substrato y enzima se acoplan de forma estereospecífica,
de la misma manera que una llave se ajusta a su
cerradura.
Modelo aceptado durante mucho tiempo; hoy se
considera insuficiente al no explicar algunos fenómenos
de la inhibición enzimática
Teorías de la acción enzimática, 2
Modelo de Ajuste Inducido (Koshland)
Tanto la enzima como el substrato sufren una alteración
en su estructura por el hecho físico de la unión.
Está mucho más de acuerdo con todos los datos
experimentales conocidos hasta el momento.
Teorías de la acción enzimática, 3
Estabilización del Estado de Transición
La teoría del Ajuste Inducido se amplía en la actualidad
definiendo la acción enzimática como
Según lo cual, el Centro Activo enzimático es en realidad
complementario no al substrato o al producto, sino al
estado de transición entre ambos.
Una enzima puede unir dos sustratos
en su sitio activo
Clasificación y
nomenclatura de enzimas
Clasificación y nomenclatura
Nombre sistemático:
Grupo transferido
ATP: hexosa fosfotransferasa
Donador
Aceptor
Tipo de reacción catalizada
Grupos
químicos
Número Enzyme Commission:
Enzyme
Comission
EC 2.7.1.1
Grupo
Enzimas
Subgrupo
Nombre común (sustrato+”asa”): Hexokinasa
Clasificación y nomenclatura
Clasificación de enzimas por Grupos
EC 1.x  Oxidorreductasas
EC 2.x  Transferasas
EC 3.x  Hidrolasas
EC 4.x  Liasas
EC 5.x  Isomerasas
EC 6.x  Ligasas
Clasificación y nomenclatura
Grupo 1: Oxidorreductasas
Catalizan reacciones de oxidorreducción, en que átomos de
oxigeno ó hidrogeno son trasladados entre moléculas:
Ared + Box
Aox + Bred
AH2 + B
A + BH2
En las reacciones redox, siempre tienen que estar presentes a
la vez el aceptor y el dador electrónico.
Clasificación y nomenclatura
Grupo 1: Oxidorreductasas
Nombre: Dador:Aceptor oxidorreductasa
b-D-Glucosa : O2 1-oxidorreductasa
Dador
EC 1.1.3.4
Aceptor
Nombre común:
Glucosa oxidasa
Clasificación y nomenclatura
Grupo 1: Oxidorreductasas
Nomenclatura del subgrupo en oxidorreductasas:
EC 1.1.x EC 1.2.x EC 1.3.x EC 1.4.x EC 1.5.x EC 1.6.x etc.
Deshidrogenasas
Oxidasas
Peroxidasas
Oxigenasas
Hidroxilasas
Reductasas
Aplicaciones: Ensayos de diagnostico clínico (glucosa oxidasa y colesterol oxidasa
Deslignificación ó Bioblanqueamiento
Clasificación y nomenclatura
Grupo 2: Transferasas
Catalizan reacciones de transferencia de átomos ó
grupo de átomos entre moléculas:
A-X + B
A + B-X
Dador: Aceptor Grupo transferido - transferasa
ATP: D-Hexosa Fosfotransferasa
Nombre común: hexokinasa
EC 2.7.1.1
Clasificación y nomenclatura
Grupo 2: Transferasas
Clasificación de subgrupo de las transferasas:
EC 2.1.x
EC 2.2.x
EC 2.3.x
EC 2.4.x
EC 2.5.x
EC 2.6.x
EC 2.7.x
EC 2.8.x
EC 2.9.x
-
Grupos monocarbonados
Grupos aldehido o ceto
Aciltransferasas
Glicosiltransferasas
Alquil- o Ariltransferasas
Grupos nitrogenados
Grupos fosfato
Grupos sulfato
Grupos selenio
Aplicaciones: Síntesis de oligosacáridos
Clasificación y nomenclatura
Grupo 3: Hidrolasas
Catalizan reacciones de hidrólisis y también su reverso. Son
las más comunes en el dominio de la tecnología enzimática:
A-B + H2O
A-OH + H-B
No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las
hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre
Primitivo. Ejemplo: Quimosina EC 3.4.23.4.
Clasificación y nomenclatura
Grupo 3: Hidrolasas
Clasificación de las hidrolasas:
3.1.-.3.2.-.3.3.-.3.4.-.3.5.-.etc.
Esterasas (carboxilesterasas, fosfoesterasas, sulfoesterasas)
Glicosidasas
Éter hidrolasas
Péptido hidrolasas
Acil anhídrido hidrolasas
Aplicaciones: Lipasas → Síntesis de tensioactivos
Proteasas → Fabrico de quesos
Glicosidasas → Clarificación de jugos; liberación de aromas en los
vinos; aplicaciones textiles
Clasificación y nomenclatura
Grupo 3: Hidrolasas
Caso particular  Péptido hidrolasas: clasificación común (no
sistemática)
I. Según la situación del enlace atacado:
- Exopeptidasas (extremos de la cadena) (Peptidasas)
- Endopeptidasas (interior de la cadena) (Proteinasas)
II. Según el mecanismo catalítico:
- Serin proteinasas
- Tiol proteinasas
- Aspartil proteinasas
- Metaloproteinasas
Clasificación y nomenclatura
Grupo 4: Liasas
Catalizan reacciones reversibles de remoción de grupo de
átomos del sustrato (este grupo no incluye las hidrolasas):
A-B
Ejemplo
Nombre sistemático:
Histidina amonio-liasa (EC 4.3.1.3)
Nombre común:
Histidasa
A+B
Clasificación y nomenclatura
Grupo 4: Liasas
Clasificación de las liasas:
4.1.x - Actúan sobre enlaces C-C
4.2.x - Actúan sobre enlaces C-O
4.3.x - Actúan sobre enlaces C-N
4.4.x - Actúan sobre enlaces C-S
4.5.x - Actúan sobre enlaces C-Haluro (S-, Cl-, Br-, I- At-)
4.6.x - Actúan sobre enlaces P-O
4.99.x - Otras liases
Aplicaciones: Pectato liasa – Remueve los compuestos indeseables (ceras,
pectinas, proteínas) en fibras en la industria textil – “bioscouring”
Clasificación y nomenclatura
Grupo 5: Isomerasas
Catalizan reacciones de isomerización moleculares
A
Ejemplo:
Glucosa isomerasa (EC 5.3.1.5)
B
Clasificación y nomenclatura
Grupo 5: Isomerasas
Clasificación de las isomerasas:
5.1.x - Rasemasas y Epimerasas
5.2.x - cis-Trans-Isomerasas
5.3.x - Oxidoreductasas Intramolecular
5.4.x - Transferasas Intramoleculares (mutases)
5.5.x - Liasas Intramoleculares
5.99.x - Otras Isomerasas
Clasificación y nomenclatura
Grupo 6: Ligasas
Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas
de la hidrólisis de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.).
A + B + ATP
A-B + ADP + Pi
Ejemplo: Glutationa sintasa (EC 6.2.2.3)
Nombre sistémico:
G-L-glutamilo-L-cisteina:glicina ligase
Clasificación y nomenclatura
Grupo 6: Ligasas
Clasificación de las ligasas:
6.1.x
6.2.x
6.3.x
6.4.x
6.5.x
6.6.x
- Forman enlaces C-O
- Forman enlaces C-S
- Forman enlaces C-N
- Forman enlaces C-C
- Forman enlaces ésteres fosfóricos
- Actúan sobre enlaces N-metal
Cinética Enzimática
Cinética Enzimática
 La cinética enzimática es el análisis cuantitativo del efecto
de cada uno de los factores que intervienen en la actividad
enzimática, que se evalúa a través de la velocidad de la
reacción catalizada.
 Las variables más importantes son:
• Concentración de enzima, sustratos y productos
(incluyendo inhibidores y/o activadores)
• pH
• Temperatura

Ella está basada en la medición de la velocidad de reacción. Así en la reacción:
S
E
P

Se tendrá:

Como se observa en la figura, la velocidad de reacción (pendiente) disminuye
continuamente a partir de un valor máximo inicial. Esto se puede deber a:
dp
ds
v

dt
dt

Desaturación de la enzima con sustrato, por disminución de la
concentración del sustrato

Inactivación de la enzima por su inherente inestabilidad

Inhibición por el producto

Desplazamiento del equilibrio, si la reacción es reversible
Baja
concentración
de sustrato
ALTA
concentración
de sustrato
SATURACION
Efecto de la concentración de substrato
v
.
.
.
.
.
.
.
.
[s]
Concepto de velocidad inicial
[ ]
d[P]
v = dt , t
0
p
s
t
Una cinética hiperbólica implica un proceso saturante:
Hay un número limitado de sitios en la enzima
para fijar substrato; una vez que están ocupados
todos, por mucho que aumente la concentración
de substrato, la velocidad permanecerá constante
tendiendo a un valor asintótico
E+S
k+1
k-1
ES
k+2
E+P
El sistema de ecuaciones diferenciales que describe la dinámica
del sistema
E+S
k+1
ES
k+2
k-1
Sistema No admite solución analítica.
- Simulaciones numéricas
- Hipótesis que lo simplifiquen
E+P
Hipótesis de Michaelis - Menten
E+S
k+1
ES
k+2
E+P
k-1
- La primera parte del mecanismo,
k+1
E+S
ES
k-1
Tiene lugar mucho más rápidamente que la segunda:
ES
k+2
E+P
Hipótesis de
Michaelis-Menten
Equilibrio rápido
e0 s
x
Km  s
v  k 2 x
k 2 e0 s
v
Km  s
k 2 e0  Vmax
 E  S  es e0  xs
Km 


 ES  x
x
Vmax s
v
Km  s
Hipótesis de estado estacionario
Según veíamos en la simulación numérica, hay un tiempo
relativamente prolongado en el curso de la reacción en el
que la variación de complejo [ES] es prácticamente igual
a cero:
dx/dt = k+1es - (k-1 + k+2) x = 0
A partir de esta expresión podemos llegar a obtener una
expresión que nos da la velocidad para la concentración
de substrato
dx
 0  k 1es   k 1  k 2  x
dt
k1es  k1 e0  xs   k1  k2  x
e0 s
e0 s
x

k 1  k 2
Km  s
s
k 1
v  k 2 x
k 2 e0  Vmax
Vmax s
v
Km  s
Hipótesis de
estado estacionario
A partir de las suposiciones de Michaelis-Menten y
Estado estacionario, llegamos a la ecuación
v=
Vmax * s
Km + s
La única diferencia radica en el significado de Km:
Km = k-1/k+1 en mecanismo de M.M.
Km = (k-1 + k+2)/k+1 en mecanismo de E.E.
Significado de la constante Km
1. Constante de equilibrio de disociación del complejo ES
(en condiciones de equilibrio rápido)
2. Medida inversa de la afinidad de la enzima por el substrato
(en condiciones de equilibrio rápido)
3. Mide la función de fijación (en cond.de equilibrio rápido)
4. Concentración de substrato para la que la velocidad se hace
igual a la mitad de la máxima (s0.5)
5. Se define para una pareja enzima-substrato
6. Se mide en unidades de concentración
Significado de la constante Vmax = k+2 e0
1. Velocidad asintótica para s
2. Directamente proporcional a la concentración de
enzima (hoy se prefiere caracterizar a la enzima
por k+2)
3. Mide función de transformación catalítica
4. Se expresa en unidades de velocidad
Velocidad de la reacción (v)
Vmax
Relación entre Km y Vmax
Michaelis y Menten
Vmax/2
Km
Concentración de Sustrato [S]
La Km es la concentración de sustrato
donde se obtiene la mitad de la Vmax
Velocidad de la reacción (v)
Vmax
Vmax/2
Km
Concentración de Sustrato [S]
A mayor Km, menor es la afinidad de la enzima por el sustrato
A menor Km mayor es la afinidad de la enzima por el sustrato
Representación directa
v
Vmax
100
80
60
v
40
Vmx s
Km  s
20
s
0
0
20
Km
40
60
80
100
Representación recíproca doble
(Lineweaver - Burk)
Representación Lineweaver-Burke
0.04
1/v
0.03
1/Vmax
-1/Km
0.02
1 Km 1 1

 
v Vmx s Vmx
0.01
0.00
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
1/s
Representación s -s/v
(Eadie - Hofstee)
Representación Hanes
1.2
s/v
1.0
0.8
0.6
s
1
Km

s
v Vmx
Vmx
0.4
-Km
0.2
0.0
-20
0
20
40
60
80
100
120
s
Representación
de Eadie-Hofstee
Representación v/s - v
(Wong - Hanes)
Vmax
v
100
v
v   Km   Vmx
s
80
60
40
20
v/s
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Métodos de linealización para determinación
parámetros cinéticos
Método
Eje Y
Eje X
Intercepto
Eje Y
Intercepto
Eje x
Pendiente
LineweaverBurke
1/v
1/s
1/V
-1/K
K/V
Hanes
s/v
s
K/V
-K
1/V
EadieHofstee
v
v/s
V
V/K
-K
Definición Actividad Enzimática


Es el número de moles de sustrato que
reaccionan para formar producto, por mol de
enzima y por unidad de tiempo. Esto supone
que la enzima está plenamente saturada con
sustrato y por tanto que la reacción se efectúa
con su máxima rapidez
El índice de recambio muestra la eficiencia
impresionante de la catálisis enzimática
 A fin de normalizar la medición de la actividad, se ocupa el valor de
la velocidad inicial de reacción, donde eses factores son
despreciables. Así,
a  vt 0
 dp 
 ds 
     
 dt t 0
 dt t 0
 Esta velocidad inicial no se espera que sea observada en un proceso
enzimático donde, debido a los elevados tiempos de operación, es
razonable suponer que esos factores ejercerán su influencia.
Cálculo de Actividad Enzimática


La velocidad de reacción catalizada por 0,1ml
de una dilución 1:100 de Fosfatasa Alcalina es
0,3umoles / min. de producto. ¿Cuál es su
actividad enzimática?
0,1ml-------- 0,3umoles producto / min.
1,0ml------------3,0umoles producto / min.
dil 1:100-------------300umoles producto / min.
Respuesta: 300U/ml
Número o Índice de Recambio




Es útil definir una constante de velocidad más
general, k cat , para describir la velocidad
limitante de cualquier reacción enzimática a
saturación
kcat x Et= Vmáx
V0 = k cat x Et x [S] / KM + [S];
Kcat es una constante de velocidad de 1er
orden con unidades de tiempo-1, también
llamada Número de Recambio
Efecto del pH en la ENZIMA
Cada enzima tiene un pH óptimo para su actividad
El pH afecta las interacciones iónicas
Efecto del pH
1. Sobre la fijación del substrato al centro activo:
- Grupos disociables de la enzima
- Grupos disociables del substrato
2. Sobre la transformación catalítica del substrato
3. Sobre la estructura de la proteína enzimática
En el efecto de la temperatura hay dos componentes:
1. Aceleración de la reacción según la ecuación
de Arrhenius
k = A exp (-Ea/RT)
2. Desnaturalización térmica de la proteína
Efecto de la temperatura en la ENZIMA
Aumento de la
velocidad
15º
Desnaturación
por calor
40º
75º
Temperatura
Cada enzima tiene una temperatura óptima.
ORGANISMOS TERMÓFILOS



Son organismos que viven a altas tº y realizan
sus reacciones enzimáticas a estas altas tº
Ejemplos son los que viven en las aguas
termales
Es tema de investigación el aislamiento de las
enzimas de estos organismos para desarrollar
procesos industriales en condiciones más
extremas
Coenzimas



Las coenzimas son pequeñas moléculas
orgánicas, que se unen a la enzima.
Las coenzimas colaboran en la reacción
enzimática recibiendo transitoriamente
algún grupo químico: H+ , OH, CH3 .
La enzima sin la coenzima recibe el nombre
de APOENZIMA
El NAD es una coenzima aceptora de H
Sustrato
oxidado
Algunas enzimas requieren metales para
mejorar su actividad
Isoenzimas o Isozimas







Son formas moleculares diferentes de una
misma enzima
Catalizan la misma reacción
Ejemplo: Lactato deshidrogenasa
Lactato + NAD ==== Piruvato + NADH
M4, M3H1, M2H2, M1H3 y H4
Se diferencian por su movilidad electroforética
Usadas en clínica: sueros normales y sueros
con alguna patología
 Así esta actividad corresponde al máximo potencial
catalítico que las enzimas poseen para un determinado
conjunto de condiciones ambientales. Luego, estas
deben ser consideradas en las expresiones matemáticas
representativas del proceso enzimático.
 Existen situaciones (sustratos heterogéneos) donde la
velocidad inicial de reacción no es representativa del real
potencial catalítico de la enzima.
 Se asume que la velocidad inicial de reacción es
proporcional a la concentración de proteína enzimática.
Inhibición enzimática
Inhibidor:
Efector que hace disminuir la actividad enzimática, a través de
interacciones con el centro activo u otros centros específicos
(alostéricos).
Esta definición excluye todos aquellos agentes que inactivan a
la enzima a través de desnaturalización de la molécula enzimática
De esta forma, habrá dos tipos de inhibidores:
I. Isostéricos: ejercen su acción sobre el centro activo
II. Alostéricos: ejercen su acción sobre otra parte de la
molécula, causando un cambio conformacional con
repercusión negativa en la actividad enzimática.
Inhibición enzimática
isostérica
Los inhibidores isostéricos pueden ser de dos tipos:
1. Inhibidor reversible: establece un equilibrio con la enzima libre,
con el complejo enzima-substrato o con ambos:
E+I
EI
ES + I
ESI
2. Inhibidor irreversible: modifica químicamente a la enzima:
E+I
E’
Inhibición reversible
(a) El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre,
impidiendo la fijación del substrato: Inhibición Competitiva
(b) El inhibidor se fija a la enzima independientemente de que lo
haga o no el substrato; el inhibidor, por tanto, no impide la
fijación del substrato a la enzima, pero sí impide la acción
catalítica: Inhibición No Competitiva
(c) El inhibidor se fija únicamente al complejo enzima-substrato
una vez formado, impidiendo la acción catalítica; este tipo
se conoce como Inhibición Anticompetitiva
Inhibición Competitiva
Inhibidores Competitivos



Compiten con el sustrato por el sitio
activo de la enzima
Se une solo a la enzima libre
V máx no se altera y K M cambia
Inhibición competitiva
Al aumentar la cantidad
de
SUSTRATO
el
inhibidor competitivo es
desplazado y se forma
producto
S
E
ES
E+P
I
EI
Se define una constante de
equilibrio de disociación del
inhibidor:
[E] [I]
Ki =
[EI]
Características:
- Las fijaciones de substrato e inhibidor son mutuamente exclusivas
- A muy altas concentraciones de substrato desaparece la inhibición
- Por lo general, el inhibidor competitivo es un análogo químico del
substrato.
- El inhibidor es tan específico como el substrato
En condiciones de equilibrio rápido, llamando y a la concentración
del complejo EI, para la inhibición competitiva obtenemos el sistema de ecuaciones
(e0  x  y ) s
Km 
x
(e0  x  y )i
Ki 
y
Que resuelto para x nos da
e0 s
x

i 
Km  1    s
Ki 

De donde
Vmx s
v

i 
Km  1    s
Ki 

Por tanto, en la inhibición competitiva,
1. El efecto cinético del inhibidor es el aumento aparente de la
Km, que aparece multiplicada por el factor (1 + i/Ki)
2. La Vmax no aparece modificada; para concentraciones muy
altas del substrato, v = Vmax, igual que en ausencia de inhibidor
3. Cuanto más pequeño sea el valor de Ki mayor será la potencia
del inhibidor competitivo.
Sin inhibidor
Con inhibidor
El inhibidor competitivo
aumenta la Km
Km
Km
Sin
con
inhibidor inhibidor
Inhibición competitiva - Representación recíproca doble
0.07
1/v
0.06
0.05
0.04
1/Vmax
0.03
0.02
-1/Km
0.01
1/s
0.00
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
-1/(Km(1 + i/Ki))
0.4
0.5
0.6
Ejemplo Inhibidor Competitivo



Ácido succínico + FAD == ácido
fumárico + FADH2
El inhibidor competitivo es el ácido
malónico
Es un análogo estructuralmente
parecido al ácido succínico
Ácido Fólico y Sulfanilamida




La sulfanilamida es un análogo estructural
del ácido p - aminobenzoico (PABA)
PABA es el punto de partida para la síntesis
de ácido fólico en las bacterias
El ácido fólico es una vitamina esencial para
la proliferación (división) bacteriana
Sulfanilamida se usa en el tratamiento
algunas infecciones
Metotrexato y Dihidrofolato



El ácido fólico en sus formas de dihidro y
tetrahidrofolato es coenzima de la reacción
catalizada por la dihidrofolato reductasa
Esta reacción es parte del metabolismo de
los nucleótidos para la síntesis de DNA
Metotrexato se usa en la terapia de algunos
cánceres, inhibiendo la síntesis de DNA
Inhibidor competitivo
su estructura es similar a la del sustrato
No se forma producto
Inhibición No Competitiva
Inhibidor No Competitivo



Se une a un lugar diferente del sitio
activo la enzima
Se une a la enzima libre y también al
complejo enzima-sustrato
Por acción del inhibidor disminuye la Vm
pero el valor de Km no se altera
Inhibición NO competitiva
Inhibidor NO competitivo
El inhibidor NO competitivo se une a la enzima en un
sitio diferente del sitio activo
S
E
ES
I
I
Inhibición
No Competitiva
S
EI
E+P
ESI
El inhibidor se fija indistintamente a la enzima libre E
y al complejo enzima-substrato ES; ni el complejo EI
ni el complejo ESI son productivos
Inhibición Anticompetitiva
o Incompetitiva
Inhibidor Incompetitivo
En este tipo de inhibición el inhibidor se enlaza al centro
activo pero solo después de que el sustrato lo haya hecho y,
por tanto, inhibidor y sustrato no compiten. De esta manera,
aunque todo el sustrato esté saturando la enzima y toda la
enzima esté como complejo ES, el inhibidor puede
enlazarse produciendo un complejo inactivo ESI.
Como I solo se une a ES estimula la formación de ES y, por
tanto, incrementa la unión del sustrato a la enzima,
disminuyendo Km . Sin embargo, el complejo ESI no
conduce a productos y Vm disminuye.
Inhibidor Incompetitivo



Se une a un lugar diferente del sitio
activo de la enzima
Se une sólo al complejo enzima-sustrato
Los efectos que tiene: disminuye el valor
de Km y también el de Vmáx
S
E
ES
E+P
I
ESI
Inhibición
Anticompetitiva
El inhibidor sólo puede fijarse al complejo ES;
el complejo ESI no es productivo
Determinación de parámetros cinéticos de
inhibición
Modelo
Inh comp
Inh no comp total
Inh anticomp
Kap
Vap
Km(1+i/Ki)
Vm
Km
Vm/(1+i/Ki)
Km/(1+i/Ki)
Vm/(1+i/Ki)
Inhibición Irreversible
- Los inhibidores irreversibles reaccionan con un grupo
químico de la enzima, modificándola covalentemente
- Su acción no se describe por una constante de equilibrio Ki,
sino por una constante de velocidad ki:
E+I
E’
- A diferencia de la inhibición reversible, el efecto de los
inhibidores irreversibles depende del tiempo de actuación
del inhibidor.
- Los inhibidores irreversibles son, por lo general, altamente
tóxicos.
Inhibidores Irreversibles



Producen inactivación permanente de la
actividad enzimática
Se interfiere con el normal desarrollo de
una reacción o vía metabólica
Ejemplos:
p-cloromercuribenzoato,
yodoacetato, diisopropilfluorfosfato
Algunos tipos de inhibidores irreversibles
1. Reactivos de grupos -SH
2. Organofosfóricos
3. Ligandos de metales
4. Metales pesados
Inhibición enzimática
alosterica
Enzimas Alostéricas






Son enzimas cuya estructura proteica está formada
de varias subunidades
No se rigen por la cinética de M - M
Además del sitio o centro activo tienen sitios
alostéricos o de regulación
Sitio activo/sustratos;
Sitio alostérico/moduladores o reguladores
La relación entre la velocidad de reacción y la
concentración de sustrato sigue cinética sigmoídea
Enzimas alostéricas




Las enzimas alostéricas
presentan
estructura
cuaternaria.
Tienen diferentes sitios
activos, unen mas de una
molécula de sustrato
La unión del sustrato es
cooperativa
la curva de velocidad
presenta
una
forma
sigmoidal
Concepto de Cooperatividad



La unión de los sustratos al sitio activo de
una subunidad produce un cambio
conformacional que por contacto físico se
transmite a las subunidades vecinas,
facilitando las interacciones
Modelos de unión: secuencial y concertado
Ejemplos: unión Hb-O2, enzimas alostéricas
y sus sustratos
Moduladores Alostéricos



También reciben el nombre de efectores
y pueden ser positivos o negativos
Se unen al sitio alostérico que puede
estar en la misma subunidad que tiene
al sitio activo o en las subunidades
regulatorias
Su
unión
produce
un
cambio
conformacional que afecta al sitio activo
Aspartato Transcarbamilasa



Ác L-asp + Carbamil-P === Carbamilasp + Pi . Primera reacción en la síntesis
de pirimidinas
Efector positivo: CTP
Efector negativo: ATP
Tiene dos subunidades catalíticas para
los sustratos y tres subunidades
regulatorias para los efectores
RESUMEN



Las enzimas son proteínas que catalizan
las reacciones biológicas
Presentan especificidad por su sustrato
Cada enzima presenta dos parámetros
importantes Vmax (saturación de la
enzima) y la Km (medida de la afinidad
por el sustrato)
RESUMEN



La actividad enzimática puede ser
inhibida, por inhibidores competitivos
(similares al sustrato) o por inhibidores
no competitivos.
La temperatura y el pH afectan a la
enzima en su actividad catalítica.
Algunas
enzimas
requieren
de
coenzimas y/o cofactores para su
actividad.