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TEMA 5
ENZIMAS
“Cualquier complejidad intelectual puede ser transmitida en el lenguaje corriente”
«Brontosaurus» y la nalga del ministro
S.J.Gould
BIOLOGÍA
2º BACHILLERATO
Enzimas
• Concepto
• Biocatalizador
El metabolismo está controlado
por las enzimas debido a:
!
• las propiedades intrínsecas de
éstas.
• la acción reguladora que
poseen.
• la represión o activación génica
de su síntesis.
Amilasa
Enzimas. Propiedades
• Sus reacciones son limpias y no originan subproductos
• Aceleran la velocidad de la reacción de 106-1012 veces
• Nunca forman parte del producto de la reacción
• Disminuyen la energía libre de activación.
• No se consume en las reacciones catalizadas
• Interviene a concentraciones muy bajas.
• Elevada especificidad
•De sustrato
•De reacción
“Tened presente que ir subiendo potencia a potencia de diez multiplica lo que está en juego tremendamente. ” Leon M. Lederman. “La partícula divina”
10
7
10
segundos
4 meses
9
segundos
30 años
18
segundos
Edad del Universo
10
Enzimas. Clasificación
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Oxido – Reductasas
Transferasas
Hidrolasas
Liasas
Isomerasas
Ligasas
Enzimas. Composición
• Enzimas simples
• Enzimas conjugados
• grupo prostético: unión permanente con la enzima
• coenzima: unión temporal con la enzima
Enzimas. Coenzimas
NAD+
NADH
P
NADP+
Enzimas. Coenzimas
FAD+
FMN
Enzimas. Coenzimas
Coenzima A
Enzimas. Catálisis enzimática
Energía Activación
Sin Enzima
Con Enzima
1) La reacción no se produce pues hace
falta una energía de activación para que
transcurra espontáneamente.
Enzima
Substrato
2) La enzima disminuye o elimina la
energía de activación necesaria y la
reacción transcurre espontáneamente.
Enzima
Producto
Enzimas. Acción catalítica
En la catálisis enzimática la enzima [E] y el
sustrato [S] forman, en primer lugar, el complejo
enzima-sustrato [ES] que, tras la reacción
enzimática, da lugar al producto final [P] y a la
enzima [E].
E + S
ES
E + P
Enzimas. Acción catalítica
Mecanismo de actuación enzimática: !
1) Se forma un complejo: enzima-­‐
substrato o substratos. !
2) Se une la coenzima a este complejo. !
3) Los restos de los aminoácidos que configuran el centro activo catalizan el proceso. Para ello debilitan los enlaces necesarios para que la reacción química se lleve a cabo a baja temperatura y no se necesite una elevada energía de activación. !
4) Los productos de la reacción se separan del centro activo y la enzima se recupera intacta para nuevas catálisis. productos
sustrato
Enzima Enzima inactiva
Centro activo
!
5) Las coenzimas colaboran en el proceso; bien aportando energía (ATP), electrones (NADH/NADPH) o en otras funciones relacionadas con la catálisis enzimática
Coenzima
Enzimas. Cinética enzimática
Enzimas. Cinética enzimática
La Km tiene dos significados biológicos
importantes:
1) Si en la ecuación de Michaelis-Menten
hacemos v = vmáx / 2, se obtiene que Km
= [S], lo que significa que Km es la
concentración de sustrato necesaria para
que la velocidad de reacción alcance la
mitad de su valor máximo. Es decir, Km =
[S] a la velocidad de semisaturación.
2) La Km de una enzima también indica el grado de afinidad de ésta
respecto del sustrato o, lo que es lo mismo, la estabilidad del complejo E-S.
Enzimas. Cinética enzimática
Concretamente:
a) un valor alto de Km quiere expresar que para
conseguir la semisaturación se requiere una
elevada concentración de sustrato y que, por lo
tanto, la enzima no tiene gran afinidad por él.
!
b) valores bajos de Km indican que el complejo E-S
se forma a bajas concentraciones de sustrato, es
decir, la enzima tiene gran afinidad por él.
Factores que afectan a la actividad enzimática
Temperatura
pH
Enzimas. Inhibición enzimática
Competitiva
No competitiva
Enzimas. Inhibición enzimática
Irreversible
Enzimas alostéricos
E0
E1
Retroinhibición o Inhibición “Feed-Back”
E2
E3
Enzimas. Zimógenos
ZIMÓGENOS.- son enzimas que se sintetizan en forma inactiva y
que posteriormente se transforman en la forma activa, por la
acción de otras enzimas o iones.