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METABOLISMO. Principales nutrientes de autótrofos y heterótrofos. Catabolismo. Anabolismo. ENZIMAS: Naturaleza Química. Propiedades Generales. Nomenclatura y Clasificación. Coenzimas y Grupos Prostéticos. Actividad Enzimática: Unidad de enzimaActividad específica- Actividad molecular. Conceptos de afinidad y cooperatividad enzimática. Factores que afectan la actividad enzimatica: pH, T, [S], [Enzima]. Inhibidores naturales de la actividad enzimática. Mecanismo de regulación metabólica: Inhibición y activación por sustrato, niveles enzimáticos, modulación de la actividad de enzimas. Regulación Enzimática: Enzimas alostéricas (propiedades y cinética). Modulación Covalente. Zimógenos. Isoenzimas: Propiedades e importancia. POR ENLACE COVALENTE INHIBICION IRREVERSIBLE DIFP Penicilina Quimotripsina Transpeptidasa INHIBIDOR SUICIDA Alopurinol Xantina oxidasa COMPETITIVA INHIBICION REVERSIBLE NO COMPETITIVA ACOMPETITIVA Por unión covalente del inhibidor - Acetilcolinesterasa - Quimotripsina Enzima inactivada Diisopropilfluorfosfato (DIPF) Inhibidor suicida Se une al sitio activo de la enzima y ésta cataliza la modificación del inhibidor a otro compuesto que permanece unido a la enzima. El ALOPURINOL es un inhibidor suicida que actúa sobre la enzima xantina oxidasa (degradación de purinas). Se forma el oxopurinol el cual queda unido a la enzima. Succinato + FAD+ COO(CH2)2 COO- COOCH2 COO- Malonato Succinato deshidrogenasa Fumarato + FADH2 acompetitivo REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS REGULACION ALOSTERICA REGULACION POR PROTEINAS REGULACION DE LA SINTESIS DE LAS ENZIMAS REGULACION COVALENTE REGULACION POR PROTEOLISIS ENZIMAS INDUCIBLES ENZIMA ALOSTERICA MODULADORES POSITIVOS MODULADORES NEGATIVOS Enzima 1 Enzima 2 Enzima 3 Enzima 4 PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS ALOSTERICAS Poseen un sitio de unión a un metabolito regulador (sitio alostérico) La unión del metabolito a la enzima es de carácter reversible y no covalente. Son homotrópicas o heterotrópicas. En general poseen dos o mas sitios reguladores. La mayoría posee dos o mas cadenas polipeptídicas o subunidades. En general tienen un comportamiento cinético sigmoideo v Aspartato (mM) Hexoquinasa, Fosfofructoquinasa y Piruvato Quinasa AcetilCoA carboxilasa Biosíntesis de lípidos Aspartato Transcarbamilasa Glutamato Deshidrogenasa Biosíntesis de nucleótidos pirimidínicos Degradación de aminoácidos Citrato sintasa, isocitrato y a-cetoglutarato deshidrogenasas Ciclo de Krebs Vía glicolítica POSITIVA HOMOTROPICA COOPERATIVIDAD NEGATIVA HETEROTROPICA •POR UNION COVALENTE DE GRUPOS (FOSFATOS , ADENILATOS, ETC.) •INTERVIENEN ENZIMAS: QUINASAS, FOSFATASAS •LA UNION DEL GRUPO PUEDE ACTIVAR O INHIBIR LA ENZIMA POR UN CAMBIO CONFORMACIONAL Enzima Enzima Fosforilacion Fosfoadenilacion ADP-Ribosilación HO-CH2 CH2- HO (Cadena lateral de Ser) Fosforilasa b (menos activa) Fosforilasa quinasa ATP 2 Pi ADP 2 H2 O P -O-CH2 Fosforilasa fosfatasa CH2- O- P Fosforilasa a Por eliminación de una cadena peptídica, enzimas inactivas se convierten en enzimas activas y viceversa. ZIMOGENOS Las enzimas digestivas: pepsinógeno y quimotripsinógeno se convierten en las enzimas activas pepsina y tripsina. Suele ocurrir una activación secuencial produciéndose una cascada de activaciones. Ej. Coagulación sanguínea. Diferentes formas moleculares de una misma enzima. Son sintetizadas por genes diferentes Tienen diferente composición aminoacídica por lo que pueden separarse por electroforesis. Catalizan la misma reacción, actuando sobre el mismo sustrato para dar el mismo producto Dos isoenzimas presentan en general diferentes valores de Km y Vmáx. Se encuentran ubicadas en diferentes compartimentos de la célula ó en diferentes tejidos. Son utilizadas en clínica para determinar el origen del tejido dañado Glucosa + ATP Vo (o Act. Enz.) GQ HQ Glucosa-6-P + ADP Vmax GQ Glucoquinasa = Reacción ≠ Vmax ≠ Km ≠ Afinidad por el sustrato Vmax GQ 2 Vmax HQ Hexoquinasa Vmax HQ 2 Km. HQ Km. GQ [glucosa] mmol/l Presenta 5 isoenzimas con distinta composición en cuanto a sus subunidades y c/u es específica de un tejido. Glóbulos blancos, Cerebro, Pulmón Corazón, Riñón Pulmón, Músculo esquelético Glóbulos rojos, Corazón, Riñón, Cerebro Músculo esquelético, Hígado Cátodo Corazón, Riñón (H4) Glóbulos rojos, Pulmón, Cerebro Hígado, Músculo Esquelético (M4) ISOFORMAS Anodo +