FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA - UNMSM. EAPFFBDEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA. BIOQUIMICA I. ABRIL 2014Enzimas AlostricasAdems de las enzimas simples que interactan con solamente sustratos e inhibidores, existe un grupo de enzimas que se unen a molculas fisiolgicamente importantes y que modulan su actividad de formas diferentes. A estas se les conoce con el nombre deenzimas alostricas; las molculas regulatorias a las que estas enzimas se unen se les conoce con el nombre de molculas efectoras. Los efectores alostricos producen modificaciones catalticas al unirse a las enzimas en distintos sitios alostricos, muy distintos del sitio activo de las enzimas, y causan cambios conformacionales que se transmiten a travs de toda la protena hasta el sitio(s) activo cataltico.La caracterstica ms importante de los efectores es que cuando estos se unen a las enzimas, estos alteran las propiedades catalticas del sitio activo de la enzima. Aquellos que incrementan la actividad cataltica se conocen con el nombre de efectores positivos. Los efectores que reducen o inhiben la actividad cataltica son efectores negativos.La mayora de enzimas alostricas son oligmeros (consisten en mltiples subunidades); generalmente se encuentran localizadas en o cerca de puntos de ramificacin en las vas metablicas, en donde influyen en la direccionalidad del sustrato en una u otra va metablicas disponible. Los efectores que modulan la actividad de estas enzimas alostricas son de dos tipos. Los efectores activadores o inhibidores que se unen a los sitios alostricos se llaman efectores heterotrficos (as, existen efectores heterotrficos positivos y negativos). Estos efectores pueden tener una gran diversidad de formas qumicas, que van desde molculas inorgnicas simples a nucletidos complejos como el adenosina-monofosfato-cclico (cAMP). Su nica caracterstica que los define es que estos no son idnticos a los sustratos. En muchos casos el mismo sustrato induce efectos alostricos distantes cuando se une al sitio cataltico. Los sustratos que actan como efectores se llaman efectores homotrpicos. Cuando el sustrato es el efector, este puede actuar como tal, al unirse al sitio de unin del sustrato, o a un sitio efector allostrico. Cuando el sustrato se une al sitio cataltico transmite un efecto activador-modulatorio a otras subunidades de la molcula. Frecuentemente se utiliza como modelo homotrpico a la hemoglobina, aunque no es una enzima de ramificacin y por tanto no cumple con la definicin.Existen dos formas por las que la actividad Enzimtica puede alterarse por los efectores: la Vmaxpuede incrementarse o disminuirse, o el Kmpuede subirse o bajarse. Las enzimas cuyo Kmse altera por los efectores se dice que son del tipo-K y los efectores, efectores tipo-K. Si la Vmaxes alterada, la enzima y los efectores se dice que son del tipo-V. Muchas enzimas alostricas responden a varios efectores con comportamiento tipo-K y tipo-V. Aqu tambin la hemoglobina se utiliza como modelo para estudiar las interacciones alostricas, aunque estrictamente no es una enzima.En la discusin previa asumimos que los sitios catalticos y alostricos estaban homogneamente presentes en cada subunidad de una enzima alostricas. Aunque este es frecuentemente el caso, existe otra clase de enzimas alostricas que estn formadas de subunidades catalticas y regulatorias separadas. El arquetipo de esta clase de enzimas es la protena-cinasa dependiente de cAMP (cAMP), cuyo mecanismo de activacin se ilustra en la figura de abajo. La enzima es tetramrica, contiene dos subunidades catalticas y dos subunidades regulatorias y enzimaticamente activas. Cuando los niveles intracelulares de cAMP se incrementan, una molcula de cAMP se une a cada unidad regulatoria, haciendo que el tetrmero se disocie en un dmero regulatorio y dos monmeros catalticos. En la forma disociada, las subunidades catalticas son completamente activas; estas catalizan la fosforilacin de varias otras enzimas, como las involucradas en la regulacin del metabolismo del glicgeno. Las subunidades regulatorias no tienen actividad cataltica.

Va que representa la activacin de la protena-cinasa dependiente de cAMP (PKA). En este ejemplo el glucagn se une a su receptor en la superficie de la clula, activando su receptor. La activacin del receptor esta acoplada a la activacin de una protena-G acoplada al receptor (protena que se une e hidroliza al GTP) compuesta de 3 subunidades. Luego de su activacin la subunidad- se disocia, se une y activa la adenilciclasa. La adenilciclasa entonces convierte el ATP a cAMP. El cAMP as producido entonces se une a las unidades regulatorias de la PKA llevando a su disociacin de las subunidades catalticas. Las subunidades catalticas son inactivas hasta que se disocian de las subunidades regulatorias. Una vez que se liberan las subunidades catalticas de la PKA fosforilan varios sustratos utilizando al ATP como donador de fosfatos.