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METABOLISMO
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ENZIMAS
FOTOSÍNTESIS Y SUS EFECTOS
DIGESTIÓN
RESPIRACIÓN CELULAR
Eléctrico
Síntesis
Luz
Mecánico
Calor
Concentración
Energía
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 Capacidad para realizar trabajo
 No se crea ni se destruye, se transforma
 Tiende a dispersarse espontáneamente hacia alcanzar la
máxima entropía (desorden)
Flujo de energía y materia
Pérdidas de
calor
Energía
solar
Oxígeno
Compuestos
orgánicos
Aumento de E. Libre
Pérdidas de
calor
Disminución entropía
Energía: unidireccional
Fotótrofos
Energía química
Dióxido de
carbono
Materia: cíclico
Nitrato
Agua
Quimiótrofos
Disminución de E. Libre
Aumento entropía
METABOLISMO: Conjunto de reacciones
químicas del organismo
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CATABOLISMO
ANABOLISMO
 Liberación de energía:
 Utilización de energía
ruptura de moléculas
complejas 
compuestos simples
Síntesis moléculas
complejas 
compuestos simples

Respiración celular,
digestión

Fotosíntesis
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Enzimas
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 Proteínas con estructura tridimensional (terciaria)
 Son catalizadores:
 Agentes químicos que modifican la velocidad de las reacciones
sin consumirse en éstas
El H2O2 se descompone con gran lentitud en  H2O + O2
 Una molécula de catalasa descompone 5,000,000 de moléculas
de H2O2/ min

 Las células regulan las reacciones químicas con
enzimas
Enzimas
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 La mayoría de reacciones metabólicas son
reversibles y una enzima puede catalizar la
reacción en las dos direcciones
 La dirección/reacción que domina depende de:
[ ] de reactantes y productos
Enzimas
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 Los nombres de la mayor parte de las enzimas terminan con el
sufijo asa
 Otras conservan nombres tradicionales

lisozima (lisis = disolver)
 en lágrimas, saliva, y moco
 degrada pared celular de bacterias

pepsina
 enzima digestiva que degrada proteínas
 secretada por el estómago

tripsina
 enzima digestiva que degrada proteínas
 secretada en el páncreas
Estructura de la Enzima
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 Son altamente
ESPECÍFICAS
 Sitio Activo región
especifica de la enzima
donde se adhiere el
sustrato
 El sustrato encaja como
una llave a una cerradura
Estructura de la Enzima
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 Cofactor
 Componente no proteico necesario en algunas enzimas para
realizar la catálisis

Tipos:
Cofactor inorgánico (Iones metálicos)
 Moléculas orgánicas (Coenzimas)

Tipos de Cofactor
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Ión metálico
Coenzima (molécula
orgánica)
 La mayoría de
 Derivadas de vitaminas
oligoelementos
(cantidades mínimas)
 hierro
 zinc
 cobre
 manganeso
 Pueden estar unidos
covalentemente a la
enzima

Ej: FAD+
 Pueden estar unidos
débilmente a la enzima

Ej: NADP+ NAD +
Mecanismo de Acción Enzimática
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Mecanismo de Acción Enzimática
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Mecanismo de Acción Enzimática
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1.
Se forma un complejo: enzima-sustrato
o sustratos.
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.
5.
Los productos de la reacción se separan
del centro activo y la enzima se recupera
intacta para nuevas catálisis.
Las coenzimas colaboran en el proceso;
bien aportando energía (ATP), electrones
(NADH/NADPH) o en otras funciones
relacionadas con la catálisis enzimática
productos
sustrato
Enzima
Enzima inactiva
Centro activo
Coenzima
Factores que afectan el funcionamiento de la
Enzima
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 pH
 Tienen un pH óptimo


5-8 (humanos)
Cuando el medio se torna muy
ácido o básico, las enzimas se
desnaturalizan
Pepsina:
pH óptimo = 2
Tripsina (páncreas):
pH ligeramente
básico
Factores que afectan el funcionamiento de la
Enzima
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 Temperatura:
 Bajas: inactivación

Temperatura óptima cercana a
la corporal
35- 40 o C (humanos)
 movimiento molecular
aumenta, reacción más
rápida


Altas: ???
PROBLEMA
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 ¿Los organismos poiquilotermos (ej. Iguanas)
pueden tener fiebre?
 ¿La fiebre es ocasionada por la bacteria, o es un
mecanismo de defensa del cuerpo?
Factores que afectan el funcionamiento de la
Enzima
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Presencia de Activadores
Presencia de Inhibidores
 Grupos fosfato que
 Disminuyen la
activan enzima
actividad enzimática al
interactuar con


Sitio activo
Sitio alostérico (alejado
del sitio activo)
 Puede ser reversible o
irreversible
1. Estimulo (ej, golpe)
activa a una enzima que
degrada fosfolípidos de
la membrana
2. Se libera el ácido
araquidónico y una enzima lo
convierte en moléculas que
provocan inflamación
3
3. El uso de
antiinflamatorios
(aspirina) inhibe a la
enzima y la inflamación
disminuye
1
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2
Inhibición Reversible
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Competitiva
No Competitiva
 Estructura del inhibidor
 Estructura del inhibidor
similar a la del sustrato
diferente a la del sustrato
Inhibición Irreversible
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 Inhibidor se combina con un grupo funcional de la enzima, la
desactiva o destruye en forma permanente
 Ejemplos:

Metales pesados : mercurio y plomo

Gases nerviosos (afectan a la colinesterasa)

Citocromooxidasa (respiración celular): cianuro

Diversos insecticidas y medicamentos

Venenos de serpientes