En Zimas
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Universidad Central de Venezuela
Facultad de Medicina
Escuela “José María Vargas”
Cátedra de Bioquímica
Br. Carlos Pedroza
ENZIMAS
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Cinética Química
“Rama de la Química que se encarga del estudio de la velocidad de las reacciones y
aquellos factores que la modifica”
Estudia la acción enzimática, pues éstas aceleran las reacciones.
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas
“Son biocatalizadores macromoleculares capaces de acelerar una reacción química
específica”
1.- Reduciendo su energía de activación 2.- Sin alterar su equilibrio químico 3.- Sin ser consumidos a lo largo de la reacción global
Sustrato Producto Enzima
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas
Cofactor Uno o varios iones inorgánicos como hierro, magnesio, cobre, necesarios
para la actividad enzimática
Cofactor Enzima
Cu++ Citocromo oxidasa
Fe++ ó Fe+++ Citocromo oxidasa, catalasa, peroxidasa
K+ Piruvato quinasa
Mg++ Hexoquinasa, glucosa-6-fosfatasa, piruvato
quinasa
Mn++ Arginasa, ribonucleótido reductasa
Mo Dinitrogenasa
Ni++ Ureasa
Se Glutatión peroxidasa
Zn++ Carbónico anhidrasa, alcohol
deshidrogenasa, carboxipeptidasas A y B
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas
Cofactor
Molécula metal-orgánica necesaria para el funcionamiento de la enzima; transportan grupos transitoriamente
Coenzima Vitamina Grupo químico
transferido
NAD+ y NADH Niacina (B3) Electrones
Coenzima A Ácido
pantoténico (B5)
Grupos acetilo y otros
acilo
Ácido tetra
hidrofólico Ácido fólico (B9)
Grupos metilo, formilo y
metileno
Filoquinona,
Menaquinona y
Menadiona
Vitamina K Grupo carbonilo y
electrones
Ácido ascórbico Vitamina C Electrones
FAD+ y FMN Riboflavina (B2) Electrones
Uno o varios iones inorgánicos como hierro, magnesio, cobre, necesarios
para la actividad enzimática
Coenzima
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas
Grupo prostético Componente no aminoacídico unido muy fuertemente o covalentemente a
una enzima
Apoenzima Holoenzima
Grupo Prostético Función
FMN y FAD+ Reacciones Redox
Fosfato de piridoxal
Transaminación,
descarboxilación y
desaminación
Biotina Carboxilación
Metilcobalamina Metilación e isomerización
Pirofosfato de tiamina Descarboxilación
Hemo Reacciones Redox
Ácido lipoico Reacciones Redox
Pirroloquinolina Quinona Reacciones Redox
Molibdopterina Reacciones de oxigenación
Molécula metal-orgánica necesaria para el funcionamiento de la enzima; transportan grupos transitoriamente
Coenzima
Cofactor Uno o varios iones inorgánicos como hierro, magnesio, cobre, necesarios
para la actividad enzimática
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Clasificación Estructural
Enzimas
Simples
Porción Aminoacídica
(Apoenzima)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Clasificación Estructural
Enzimas
Conjugadas
Porción
Aminoacídica
Coenzima, Cofactor
o Grupo Prostético +
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Clasificación Estructural
Ribozimas Porción
Aminoacídica RNA +
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Nomenclatura
I.- Nombre del sustrato(s) que interviene
en la reacción, seguido del sufijo “asa”
II.- Según la Comisión de Nomenclatura
de las Enzimas
Glucosa + ATP Glucosa-6-P + ADP Hexoquinasa
1.- Clase → Oxidorreductasa, transferasa,
hidrolasa, liasa, isomerasa o ligasa.
(2) → Transferasa
2.- Subclase → Grupo que se transfiere
(7) → Quinasa → Grupo fosfato
3.- Sub-subclase → Aceptor
(1) → –CH–OH
4.- Sustrato(s)
(1) → Glucosa
EC 2 . 7 . 1 . 1
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
EC 3. 6 . 3 . 1 4
Nomenclatura
I.- Nombre del sustrato(s) que interviene
en la reacción, seguido del sufijo “asa”
II.- Según la Comisión de Nomenclatura
de las Enzimas
ADP + Pi + nH+p ATP + H2O + nH+
P ATP sintasa
1.- Clase → Oxidorreductasa, transferasa, hidrolasa,
liasa, isomerasa o ligasa.
(3) → Hidrolasa
2.- Subclase → Tipo de enlace hidrolizado
(6) → Enlace tipo Anhidrido
3.- Sub-subclase → Movimiento de sustancias
(3) → Movimiento transmembrana
4.- Sustancia en movimiento
(14) → H+ transportados
0
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa
A-X + B ↔ A + B-X
AB + H2O ↔ AH + BOH
-CH=CH- + X + Y ↔ -CHX-CHY-
A ↔ A’
A + B + ATP ↔ AB + ADP + Pi
A[red] + B[oxid] ↔ A [oxid] + B[red] 1.- Oxidorreductasa
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Subclase Aceptor de Electrones
Deshidrogenasas Coenzimas NAD+ y FAD+
Oxidasas Oxígeno (O2)
Peroxidasas Peróxido (H2O2)
Hidroxilasas Introducen un grupo hidroxilo
Oxigenasas Introducen oxígeno al sustrato
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa
“Reacciones de oxidación/reducción y de transferencia de átomos de hidrógeno, oxígeno o electrones desde una
sustancia a otra”
A[red] + B[oxid] ↔ A [oxid] + B[red]
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
1.- Metiltransferasas → Grupos de un sólo carbono
2.- Grupos aldehído o cetona
3.- Aciltransferasas → Grupos acilo
4.- Glicosiltransferasas
5.- Grupos alquilo
6.- Transaminasas → Grupos con nitrógeno
7.- Fosfotransferasas (también quinasas) → Grupo fosfato
8.- Sulfurotransferasas y Sulfotransferasas → Grupo sulfurado
9.- Grupos que contienen selenio
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa
A-X + B ↔ A + B-X
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
1.- Enlaces éster (Esterasas, fosfodiesterasas, lipasas, fosfatasas))
2.- Glicosilasas
3.- Enlaces éter
4.- Enlaces Peptídicos (Peptidasas)
5.-Enlaces carbono-nitrógeno no peptídicos
6.- Enlaces anhídridos de los ácidos (Helicasas, GTPasas)
[...] Enlaces carbono-carbono, enlaces haluro, enlaces carbono-fósforo, enlaces azufre-azufre,
enlaces carbono-azufre [...]
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa “Catalizan la hidrólisis (transferencia de grupos al agua) de
un enlace químico”
AB + H2O ↔ AH + BOH
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa
Adición de grupos a dobles enlaces o formación de dobles enlaces por eliminación de grupos.
También sintasas → Unen dos moléculas sin utilización
de ATP
-CH=CH- + X + Y ↔ -CHX-CHY-
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Subclase Función
Racemasas Interconvierten a los esteroisómeros L y
D
Epimerasas Interconvierten epímeros
Mutasas Transfieren grupos dentro de la misma
molécula
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa
A ↔ A’
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Nomenclatura
II.- Según la Comisión de Nomenclatura de las Enzimas
1.- Oxidorreductasa
2.- Transferasa
3.- Hidrolasa
4.- Liasa
5.- Isomerasa
6.- Ligasa
“Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y
C-N por reacciones acopladas al ATP”
A + B + ATP ↔ AB + ADP + Pi
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Sitio activo
Características
● Son hendiduras o grietas
● Está conformado por residuos distantes en la estructura
primaria de la proteína
● El sustrato se enlaza por atracciones débiles
● Aminoácidos que se pueden encontrar:
Altamente
específica
Glutamato
Aspartato
Lisina
Arginina
Histidina
Cisteína
Serina
Tirosina
“Aquella porción de la enzima que tiene una conformación tridimensional semi-complementaria con el sustrato y complementaria con el estado de transición en el cual
se realiza la catálisis”.
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Sitio activo
Modelo
Llave – Cerradura
Modelo
Encaje Inducido
1891 1946 - 1958
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Características
● Está determinada por:
Afinidad del sustrato
Estado de transición por el sitio
activo de la enzima.
● Pueden diferenciar estero-isómeros y
átomos similares alrededor de un carbono
simétrico.
Especificidad Enzimática
“Capacidad que tiene una enzima de discriminar su sustrato específico de cualquier otro, restringiendo su actividad catalítica a éste”.
“Sólo el sustrato con sólo una de las
probables disposiciones espaciales y cuyo
estado transicional sea lo suficientemente
complementario con el sitio activo de la
enzima, generará la suficiente energía de
fijación para reducir adecuadamente la
energía de activación”.
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Lista de Tareas
Esquema
Conceptos Básicos Cinética Química, Enzimas, Cofactor, Coenzima,
Grupo Prostético
Clasificación Estructural Enzimas simples, conjugadas, ribozimas
Nomenclatura “Nombre del sutrato + ‘asa’” y según la Comisión
de Nomenclatura de Enzimas Sitio Activo
Características y Especificidad de la Acción Enzimática
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Exotérmicas (ΔH<0)
Endotérmicas (ΔH>0)
Reacción Química
“Proceso en el cual se rompen y/o reconstruyen enlaces químicos, cambiando la disposición espacial de los átomos en la estructura de una o más moléculas (sustratos),
dando origen a nuevas moléculas (productos)”
Según el Calor Liberado
Exergónicas (ΔG<0)
Endergónicas (ΔG>0)
Según el ΔG
Catabólicas (Degradativas)
Anabólicas (Sintéticas)
Según el Efecto metabólico
1.- Reacciones de transferencia de grupos
2.- Reacciones de oxidorreducción
3.- Reacciones de reordenamiento de enlace
alrededor de uno o más átomos de carbono
4.- Reacción de formación o ruptura de
enlaces carbono-carbono
5.- Reacciones de condensación
Según el Mecanismo de la
Reacción Química
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
AB + C AC + B ΔG = -89kJ/mol
“El ΔG de una reacción química, indica el sentido en que
ésta se desplazará para alcanzar su equilibrio, pero no
indica la velocidad a la cual se alcanzará dicho equilibrio”
Velocidad de reacción Reacción Orden
V=к0 Cualquier reacción elemental Cero
V=к[S] S → P Primero
V=к[S]2 2S → P Segundo
V=к[S1][S2] S1 + S2 → P
V=к[S]3 3S → P Tercero
Velocidad de las Reacciones
“Es el número de moléculas de sustrato que se transforman en producto por unidad de tiempo. Es específica para cada reacción y sus unidades variarán según el orden de las
reacciones”
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Estado de Transición y Energía de Activación
Sustrato Producto
Compuesto intermedio, inestable, con más
Energía Libre, que se transforma con
facilidad a Sustrato o a Producto según el
ΔG de la reacción
Estado de Transición
ΔG‡
Energía adicional requerida para generar
dicho Estado de Transición
Energía de Activación
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Velocidad, к y Energía de Activación
RTGeh
kT /
A B
Paso Limitante
C D E
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Estudiaremos 7 mecanismos de acción
de las Enzimas
1
2
3
4
5
6
7
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
1
2
3
4
5
6
7 Hex
oquin
asa
y el
cam
bio
de
con
form
ació
n in
duci
do
po
r la
un
ión
de
la D
-glu
cosa
Encaje Inducido
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Compensan tensiones moleculares
1
2
3
4
5
6
7
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Generan “atajos de reacción” que requieren menos
energía de activación
1
2
3
4
5
6
7
S T P
ES ET S P
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Aportan energía de fijación que desciende energía de
activación
1
2
3
4
5
6
7
ES ET P S ΔGB
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
1
2
3
4
5
6
7
Aportan energía de fijación que desciende energía de
activación
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Aproximan y Orientan adecuadamente los grupos
funcionales reaccionantes de dichos sustratos
1
2
3
4
5
6
7
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Aproximan y Orientan adecuadamente los grupos
funcionales reaccionantes de dichos sustratos
1
2
3
4
5
6
7
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Desolvatan al sustrato desorganizando el agua del
entorno
1
2
3
4
5
6
7
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Proporcionan grupos adicionales reactivos
1
2
3
4
5
6
7
Catálisis covalente
Catálisis por iones metálicos
Catálisis ácido-básica
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
1
2
3
4
5
6
7
Catálisis Covalente
Grupos nucleófilos y electrófilos de importancia biológica
Proporcionan grupos adicionales reactivos
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Anhidrasa Carbónica Cofactor Enzima
Cu++ Citocromo oxidasa
Fe++ ó Fe+++ Citocromo oxidasa, catalasa, peroxidasa
K+ Piruvato quinasa
Mg++ Hexoquinasa, glucosa-6-fosfatasa, piruvato quinasa
Mn++ Arginasa, ribonucleótido reductasa
Mo Dinitrogenasa
Ni++ Ureasa
Se Glutatión peroxidasa
Zn++ Carbónico anhidrasa, alcohol deshidrogenasa,
carboxipeptidasas A y B
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Proporcionan grupos adicionales reactivos
1
2
3
4
5
6
7
Catálisis por iones metálicos
CO2+H2O HCO3-+H+
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Proporcionan grupos adicionales reactivos
1
2
3
4
5
6
7
Catálisis ácido-básica
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Proporcionan grupos adicionales reactivos
1
2
3
4
5
6
7
Catálisis ácido-básica
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
●Serin-proteasa de 247 aminoácidos
producida en páncreas y liberada al
duodeno con el jugo pancreático
como quimiotripsinógeno.
●Hidroliza enlaces peptídicos en el
lado carboxilo de un residuo
aromático.
●Consta de tres cadenas polipeptídicas
(A, B y C) unidas por enlaces
disulfuro intra e intercatenarios
●(45% → Conformación β y 14%
Hélice α)
●Sitio activo → Ser195, Gly193,
Asp102 e His57
Quimiotripsina
Mecanismos de Acción de las Enzimas
1
2
3
4
5
6
7
Proporcionan grupos adicionales reactivos
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Acción de las Enzimas
Proporcionan grupos adicionales reactivos
1
2
3
4
5
6
7
David
L. N
elson y M
ichael M. C
ox
Leh
nin
ger - “Prin
cipios d
e Bioq
uím
ica” –
5ta Ed
.
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Leyes que rigen el Equilibrio y la Velocidad de las Reacciones
Ley de Acción de Masas
“Si aumenta [S], el equilibrio se
desplaza hacia la generación de [P] (‘hacia
la derecha’). Si aumenta [P], el equilibrio se
desplaza hacia la generación de [S] (‘hacia
la izquierda’)”
dc
ba
DC
BAKc
][][
][][
S P
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Leyes que rigen el Equilibrio y la Velocidad de las Reacciones
Principio de los Equilibrios Químicos
“Si en un sistema en equilibrio se altera
alguno de los factores externos que intervienen en
la reacción ([S], [P], Temperatura y/o Presión), el
equilibrio se desplazará en la dirección que tienda
a anular o disminuir el efecto producido por el
cambio, o sea, tenderá a restablecer su estado
inicial (el equilibrio)”
Toda reacción química tiende a desplazarse en
pro de alcanzar su equilibrio”
S P
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Cinética Química
“Rama de la Química que se encarga del estudio de la velocidad de las reacciones y
aquellos factores que la modifica”
Estudia la acción enzimática, pues éstas aceleran las reacciones.
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Factores modificadores
pH
Temperatura
[Enzima]
[S]
[P]
[Cofactores]
Estado de actividad de
las enzimas
Moduladores
alostéricos
Inhibidores
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Cofactores y Coenzimas]
Cofactor Enzima
Cu++ Citocromo oxidasa
Fe++ ó Fe+++ Citocromo oxidasa, catalasa, peroxidasa
K+ Piruvato quinasa
Mg++ Hexoquinasa, glucosa-6-fosfatasa, piruvato
quinasa
Mn++ Arginasa, ribonucleótido reductasa
Mo Dinitrogenasa
Ni++ Ureasa
Se Glutatión peroxidasa
Zn++ Carbónico anhidrasa, alcohol
deshidrogenasa, carboxipeptidasas A y B
Coenzima Vitamina Grupo químico
transferido
NAD+ y NADH Niacina (B3) Electrones
Coenzima A Ácido
pantoténico (B5)
Grupos acetilo y otros
acilo
Ácido tetra
hidrofólico Ácido fólico (B9)
Grupos metilo, formilo y
metileno
Filoquinona,
Menaquinona y
Menadiona
Vitamina K Grupo carbonilo y
electrones
Ácido ascórbico Vitamina C Electrones
FAD+ y FMN Riboflavina (B2) Electrones
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Concentración de enzima (mM)
Vel
oci
dad
de
reac
ción
(
M/m
in)
[Enzima]
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
ES E+S P+E
[E]t = [E] + [ES]
Formación de P
Vo = к2[ES]
к1
к-1
к2
к-2
↓[S] → Vo = к2[S]
↑[S] → Vo = Vmax = к2[ES]
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
ES E+S P+E к1
к-1
к2
к-2
↑[S] → =[ES] Vf[ES] = Vd[ES]
↓[S] → Vo = к2[S]
↑[S] → Vo = Vmax = к2[ES] ↓[S] → ↑[ES]
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
E + S ↔ ES ↔ E + P
[Et] = [E] + [ES]
Vo = Vmax = к2[ES]
Vf[ES] = Vd[ES]
Ex
pr
es
ión
cu
an
tit
at
iva
de
la
re
la
ció
n e
nt
re
la
[S
] y
Vo
Constante
de Michaelis-Menten
Concentración de soluto a la cual la velocidad
de reacción es la mitad de su Vmax [S] Km
Vmax[S] Vo
1
2-1
k
)k (k Km
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
ES E+S P+E к1
к-1
к2
к-2
[S] Km
Vmax[S] Vo
1
2-1
k
)k (k Km
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
[S] Km
Vmax[S] Vo
Recíproco de un número x
1
x
Vmax
1
Vmax[S]
Km
Vo
1
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
“Constante de
velocidad que
representa la eficacia
catalítica de la
enzima”
“Número de moléculas
de sustrato convertidas
en producto por unidad
de tiempo y por cada
molécula de enzima, en
condiciones de
saturación”
“Concentración de
soluto a la cual la
velocidad de reacción
es la mitad de su
Vmax”
[Sustrato]
Km kcat kcat/Km
Constante de
Michaelis-Menten
Número de
Recambio
Constante de
Especificidad
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
Constante de
Michaelis-Menten
Número de
Recambio
Constante de
Especificidad
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
Constante de
Michaelis-Menten
Número de
Recambio
Constante de
Especificidad
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
Constante de
Michaelis-Menten
Número de
Recambio
Constante de
Especificidad
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
Con la formación de un compuesto ternario
Sin la formación de un compuesto ternario
Ordenamiento al azar
Ordenamiento secuencial ordenado
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
Con la formación de un compuesto ternario Ordenamiento al azar
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
[Sustrato]
Con la formación de un compuesto ternario Ordenamiento secuencial ordenado
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidores enzimáticos
“Son moléculas que interfieren en la catálisis, enlenteciéndola o deteniendo las reacciones enzimáticas”
Clasificación Inhibidor
Reversible
Competitivo
Acompetitivo
No competitivo
Mixto
Irreversible Suicida
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tipo de Inhibidor Vmax aparente Km aparente
Ninguno Vmax Km
Competitivo Vmax ↑Km
Mixto ↓Vmax ↑Km
No competitivo ↓Vmax Km
Acompetitivo ↓Vmax ↓Km
Inhibidores enzimáticos reversibles
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidores enzimáticos reversibles
Sin inhibidor )min/
1(
1
MVo
max
1
V
Km
1)
1(
][
1
mMS
maxV
Km
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tipo de Inhibidor Vmax aparente Km aparente
Ninguno Vmax Km
Competitivo Vmax ↑Km
Mixto ↓Vmax ↑Km
No competitivo ↓Vmax Km
Acompetitivo ↓Vmax ↓Km
Inhibidores enzimáticos reversibles
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor competitivo
Sin inhibidor
Inhibidor
competitivo
)min/
1(
1
MVo
max
1
V
Km
1)
1(
][
1
mMS
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor competitivo
Metanol
Etanol + NAD+
Formaldehído
Acetaldehído + NADH+
Metanol + NAD+ Formaldehído + NADH+
ADH
ADH
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor competitivo
Lovastatina
HMG-CoA + NADPH+ Mevalonato + NADP+ HMG-CoA
Reductasa
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tipo de Inhibidor Vmax aparente Km aparente
Ninguno Vmax Km
Competitivo Vmax ↑Km
Mixto ↓Vmax ↑Km
No competitivo ↓Vmax Km
Acompetitivo ↓Vmax ↓Km
Inhibidores enzimáticos reversibles
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor mixto
Sin inhibidor
Inhibidor mixto )
min/
1(
1
MVo
max
1
V
Km
1)
1(
][
1
mMS
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tipo de Inhibidor Vmax aparente Km aparente
Ninguno Vmax Km
Competitivo Vmax ↑Km
Mixto ↓Vmax ↑Km
No competitivo ↓Vmax Km
Acompetitivo ↓Vmax ↓Km
Inhibidores enzimáticos reversibles
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor no competitivo
Sin inhibidor
Inhibidor no
competitivo
)min/
1(
1
MVo
max
1
V
)1
(][
1
mMSKm
1
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tipo de Inhibidor Vmax aparente Km aparente
Ninguno Vmax Km
Competitivo Vmax ↑Km
Mixto ↓Vmax ↑Km
No competitivo ↓Vmax Km
Acompetitivo ↓Vmax ↓Km
Inhibidores enzimáticos reversibles
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor acompetitivo
Sin inhibidor
Inhibidor
acompetitivo
)min/
1(
1
MVo
max
1
V
)1
(][
1
mMSKm
1
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tipo de Inhibidor Vmax aparente Km aparente
Ninguno Vmax Km
Competitivo Vmax ↑Km
Mixto ↓Vmax ↑Km
No competitivo ↓Vmax Km
Acompetitivo ↓Vmax ↓Km
Inhibidores enzimáticos reversibles
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidores enzimáticos irreversibles
A. Producción de una unión covalente
enzima-inhibidor
B. Destrucción un grupo funcional de la
enzima que es esencial para su
actividad
C. Formación una asociación no
covalente muy estable
D. Todas las anteriores
¿Cuándo se considera un inhibidor reversible?
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
Parathion
Diisopropilfluorofosfato
Cianuro
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
Bencil-Penicilina
Transpeptidasa
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
Ácido Acetilsalicílico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
Xantina Ácido Úrico Hipoxantina
H2O + O2 H2O2 H2O + O2 H2O2
Nu
cle
óti
do
s
de P
uri
nas
Aloxantina
(Oxipurinol)
Complejo
aloxantina-enzima Alopurinol
H2O + O2 H2O2 H2O + O2 H2O2
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
Oxidación de monoaminas
Degradación de neurotransmisores
aminas (serotonina, noradrenalina)
Inh
ibid
or
suic
ida
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
HO
HO
CHOH CH2 NH2
O2 + H2O
NH3 + H2O2
HO
HO
CHOH CHO
Noradrenalina
Dihidroxifenilglicol
Monoamino oxidasa
Inh
ibid
or
suic
ida
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidor enzimático irreversible
HC C CH N+CH3
CH3N
NNH
N
H3C
H2C
O
OSE
R
N
NNH
NH
H3C
H2C
O
OSE
R
CH
CHCHN+H3C
H3C
Inh
ibid
or
suic
ida
N,N-dimetilpropargilamina Anillo de Isoaloxacina +
Complejo enzima-dimetilpropargilamina
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
A B C D E
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
A B C D E
A B C D E
Regulación Negativa
Regulación Positiva
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
↑Km Productos de la vía
+ - ↓Km
Productos de vía contraria
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
“Modificación de la actividad enzimática por unión a través de interacciones débiles de una molécula a un sitio diferente al sitio
activo generando un cambio conformacional en la enzima”
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
HMG-CoA Reductasa 2NADPH+
2NADP+ + H+
HMG-CoA Reductasa
P
HMG-CoA Reductasa
ATP ADP
ProteinQuinasa
P
P Inactiva
Activa
“Modificación de la actividad enzimática por unión covalente de grupos fosfato, grupos adenilil, grupos
metilos, etc.”
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mecanismos de Regulación
Compartamentalización
Regulación a nivel de sustrato
Inhibición reversible de los
poductos
Isoenzimas diferentes
Modulación alostérica
Modulación covalente
Zimógenos
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Esquema
Reacción Química
Definición y Tipos
Velocidad de Reacción
Estado de Activación y de
Transición
Mecanismos de Acción
de las Enzimas
Inhibidor enzimático
Competitivo, Acompetitivo,
Mixto y Suicida
Cinética Química
Factores modificadores y
Modelos Cinéticos
Leyes que rigen el equilibrio y la
Velocidad de las Reacciones
Mecanismos de
Regulación
Enzimas en el
Diagnóstico Médico
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Plasma no específicas
Durante el recambio normal de
las células
Enzimas en el Diagnóstico Médico
Plasma específicas
Secretadas por un grupo de
células
Enzimas presentes en plasma
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Estado
patológico
Enzimas en el Diagnóstico Médico
↑ Actividad de enzimas intracelulares en plasma
Lesión tisular
Alteración de
permeabilidad en
membrana
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas en el Diagnóstico Médico
Lactato Deshidrogenasa
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas en el Diagnóstico Médico
Paciente normal → Niveles normales de H2M2 , H3M1 y H4
Con infarto al miocardio → Niveles altos de H3M1 y H4 y muy bajos de H2M2
Con dolencia hepática → Niveles casi normales de H2M2 , H3M1 y H4, pero con H1M3 yM4
H1M3 H2M2 H3M1 H4 M4
H3M M4 H4 H2M
2 HM3
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Enzimas en el Diagnóstico Médico
B M
CPK-1 (CPK-BB) ■ Cerebro y los pulmones
CPK-2 (CPK-MB) ■ Corazón
CPK-3 (CPK-MM) ■ Músculo esquelético
ADP + PCr ↔ ATP + Cr