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BIOQUÍMICA GENERAL MSc. Dania Martín UNIDAD IV: ENZIMAS Conceptuales Analizar el concepto, características, funciones y nomenclatura de enzimas. OBJETIVOS Procedimentales Diferenciar el concepto, características, funciones y nomenclatura de enzimas - CLASE #12 CONTENIDOS Procedimentales Diferenciación del concepto, características, funciones y nomenclatura de enzimas. Actitudinales Apreciar las características, funciones y nomenclatura de las enzimas. Conceptuales Análisis del concepto, características, funciones y nomenclatura de enzimas Aprovechar con ética los factores que influyen en la actividad enzimática. Generalización de los componentes de las enzimas. Establecimiento de componentes de enzimas. Generalizar los componentes de las enzimas. Establecer los componentes de las enzimas. Exponer las funciones de las enzimas en los procesos metabólicos de los seres vivos. Caracterizar las funciones de las enzimas en los procesos metabólicos de los seres vivos. Exposición de las funciones de las enzimas en los procesos metabólicos de los seres vivos Caracterización de las funciones de las enzimas en los procesos metabólicos de los seres vivos Interpretar las características generales de las enzimas. Diferenciar las características generales de las enzimas. Interpretación las características generales de las enzimas. Diferenciación características de las enzimas. Interpretar los Enunciar los factores que factores que influyen influyen en la actividad en la actividad enzimática. enzimática. Interpretación de los factores que influyen en la actividad enzimática. Enunciación de los factores que influyen en la actividad enzimática. Comparar la función de las enzimas como vitaminas Establecer la función de las enzimas como vitaminas Comparación de la función de enzimas como vitaminas. Establecimiento de la función de las enzimas como vitaminas Clasificar las enzimas según su nomenclatura y función química. Ilustrar la nomenclatura y clasificación de las enzimas según su función química. Clasificación de las enzimas según su nomenclatura y función química. Ilustración de la nomenclatura y clasificación de las enzimas, según su función química. Actitudinales Apreciación de las características, funciones y nomenclatura de las enzimas. los Aprovechamiento con las ética los factores que influyen en la actividad enzimática. de las generales ¿Qué son las Enzimas? Sustancias naturaleza proteica. de Son catalizadores biológicos (biocatalizadores) que aceleran las reacciones químicas dentro de la célula.) Características Poder catalítico: gran capacidad de acelerar la velocidad de una reacción. Especificidad: capacidad de actuar sobre un sustrato específico. No sufren transformación en la reacción que catalizan (Se “reciclan”) ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Energía necesaria para que se formen los complejos activados que son asociaciones transitorias de las moléculas, la que trae como consecuencia las reacciones químicas. NOMENCLATURA DE LAS ENZIMAS 1. El nombre de una enzima suele derivarse de la reacción química que cataliza, con la palabra terminada en -asa. Por ejemplo: lactasa proviene de su sustrato lactosa. 2. A veces toma como base el tipo de reacción que cataliza. Por ejemplo: alcohol deshidrogenasa proviene de la reacción que cataliza, que consiste en "deshidrogenar" el alcohol etílico. 3. Algunas enzimas conservan el nombre común que se le asigno desde su descubrimiento. Por ejemplo: Tripsina, Pepsina, Ptialina. NOMENCLATURA DE LAS ENZIMAS 4. Otras tienen su nombre de acuerdo a sus funciones. Por ejemplo: Oxidasa, Fosforilasa, Mutasa. 5. La Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular ha desarrollado una nomenclatura para identificar a las enzimas basada en los denominados Números EC. Clase Tipo de reacción que catalizan Ejemplo Deshidrogenasas Peroxidasa Oxidasas Oxigenasas Reductasas Kinasas Transaminasas Pirofosfatasa Tripsina Aldolasa Oxidorreductasas De óxido reducción (transferencia de e-) 2 Transferasas Transferencia de grupos 3 Hidrolasas Hidrólisis, con transferencia de grupos funcionales del agua Liasas Lisis de un substrato, generando un doble enlace, o Adición de un substrato a un doble enlace de un 2o. substrato (Sintasa) (Sintasas) Descarboxilasa pirúvica Isomerasas Transferencia de grupos en el interior de las moléculas para dar formas isómeras Mutasas Epimerasas Racemasas Ligasas Formación de enlaces C-C, C-S, C-O y C-N. Mediante reacciones de condensación, acopladas a la ruptura del ATP 1 4 5 6 Sintetasas 1. Oxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reducción). Si una molécula se reduce, tiene que haber otra que se oxide. 2. Transferasas (Transferencia de grupos funcionales) •grupos aldehídos •gupos acilos •grupos glucosilos •grupos fosfatos (kinasas) 3. Hidrolasas (Reacciones de hidrólisis) Transforman polímeros en monómeros. Actúan sobre: •enlace •enlace •enlace •enlace éster glucosídico peptídico C-N 4. Liasas (Adición a los dobles enlaces) •Entre C y C •Entre C y O •Entre C y N 5. Isomerasas (Reacciones de isomerización) 6. Ligasas (Formación de enlaces, con aporte de ATP) •Entre C y O •Entre C y S •Entre C y N •Entre C y C TRIPLE ACCIÓN DE LAS ENZIMAS Síntesis: 6CO2 + 6H2O C(H2O)n Enzima Degradación: C6H12O6 Enzima CO2 + H2O + energía Transferencia de energía: AMP + P Enzima ADP + P Enzima ATP + O2 ENZIMAS DEPENDIENTES DE COFACTORES ESTRUCTURA ENZIMÁTICA Holoenzima Proteína catalizador activo en forma óptima. llamada Apoenzima; es inactiva. Enlace Covalente Cofactor sustancia inactiva. Molécula orgánica Coenzima Puede ser Ión inorgánico Grupo Prostético Función del cofactor 1. Alterar la estructura tridimensional de la proteína, la del sustrato o de ambas, a fin de incrementar la interacción entre éstos. 2. Intervenir de manera efectiva en la reacción global como otro sustrato VITAMINAS 1. Son compuestos orgánicos que no pueden ser sintetizadas por el organismo 2. Su ausencia provoca enfermedades 3. Son esenciales para la salud 4. Existen en pequeñas concentraciones en los alimentos HIDROSOLUBLES No se acumulan en el organismo Se disuelven en agua Se eliminan rápidamente Es preciso aportarlas diariamente Carnes, vísceras, huevo, leche, legumbres, cereales, levaduras, frutos frescos y secos, cítricos, vegetales de hojas verdes. LIPOSOLUBLES Se acumulan en el organismo No se disuelven en agua Se almacenan en hígado y tejido graso Aceite, lácteos y derivados y huevo. ACCIÓN ENZIMÁTICA 1. 2. SITIO ACTIVO DE LA ENZIMA La sección de la enzima que se une con el substrato y en la que ocurre la degradación del mismo a productos recibe el nombre de sitio activo de la enzima SUSTRATO SITIO ACTIVO ENZIMA ESPECIFICIDAD ENZIMÁTICA Especificidad Absoluta Las enzimas catalizan una reacción en particular sobre un sustrato en particular. Especificidad estereoquímica La enzima sólo muestra actividad frente a una forma estéreo isómera de un sustrato. Especificidad de grupo Actúan sobre grupos de átomos semejantes pues son menos selectivas. Especificidad de enlaces Son las menos específicas debido a que atacan un tipo enlace químico en particular sin importar las características estructurales en la vecindad de enlace. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Concentración del substrato [S] Concentración de la enzima [E] INHIBICIÓN ENZIMÁTICA Disminución de la actividad de una enzima por acción de un inhibidor Inhibidores Enzimáticos Inhibidores Irreversibles El inhibidor se une fuertemente a la enzima Inhibidores Reversibles El inhibidor se une a la enzima por enlaces débiles, y el complejo EI se encuentra en equilibrio con las formas libres (E e I). Competitivos No Competitivos Acompetitivos Inhibidores Competitivos El inhibidor tiene estructura similar al sustrato. El sustrato y el inhibidor compiten por unirse al sitio activo de la enzima. Inhibidores No Competitivos El inhibidor se une a la enzima en un sitio diferente al sitio activo. Esta unión ocasiona cambios en la estructura de la enzima y no es capaz de unirse al sustrato. Inhibidores Acompetitivos El inhibidor se une tanto a la Enzima [E] como al complejo Enzima-Sustrato [ES], en un sitio distinto al sitio activo Mientras el inhibidor está unido al complejo [ES] no se forman los productos RIBOZIMAS Las enzimas que no son proteínas. Algunas moléculas de ARN pueden funcionar como catalizadores biológicos. Al igual que las enzimas proteicas poseen un centro activo que se une específicamente a un sustrato y que facilita su conversión en un producto. Las ribozimas, al actuar como "tijeras moleculares", permitirán manipular el RNA fácilmente. RESUMEN En forma general podemos señalar las siguientes: • Son de naturaleza proteica. • Son específicas. • Actúan en pequeñas cantidades en relación al sustrato. • Participan en la reacción enzimática, pero al final de la misma salen inalteradas. Investigue: 1. ¿Qué papel desempeñan enzimas en la nutrición? las 2. ¿Cuál es la importancia de los alimentos crudos, al menos una vez al día?