Download Regulación Del Metabolismo

Universidad de Carabobo
Facultad de Ciencias de la Salud
Escuela de Medicina “Dr. Witremundo Torrealba"
Departamento de Fisiología y Bioquímica
Tema 11:
Prof. Martha Pernalete
Integrantes:
Carlos Pérez CI: 19.654.724
Néstor Pernía CI: 19.948.241
Juan Piña CI: 20.297.080
Francisco Pocay CI: 20.067.299
1. Nombrar los niveles de regulación del metabolismo.
• Niveles de regulación del metabolismo.
- Disponibilidad de sustrato.
- Modulación de la actividad enzimática.
- Concentración de enzimas.
- Regulación hormonal.
2. Interpretar los conceptos de reacción limitante y enzima reguladora
de una vía metabólica.
• Reacción limitante, enzima reguladora de una vía metabólica.
3. Analizar las ventajas que presentan las distintas estrategias de
regulación de las vías de metabólicas.
• Retroinhibición, activación por sustrato, inhibición
concertada, secuencial.
OBJETIVOS
:
4.
Analizar de que manera el organismo puede controlar
simultáneamente distintas rutas metabólicas para que respondan a las
necesidades del mismo.
• Mecanismos de regulación hormonal.
• Tipos de hormonas.
• Receptores.
• Segundos mensajeros: AMPc, GMPc, Calcio, diacilgliceridos,
fosfoinositicos. Ruta de síntesis y degradación.
• Papel de las proteínas G. proteínas quinasas, fosfatasas,
fosfodiesterasas, calmodulina.
• Ejemplo de la respuesta de la degradación del glucógeno al
glucagon en el hígado.
• Papel del oxido nítrico.
• Modificación de la expresión génica.
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y
procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en
el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la
base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas
actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus
estructuras, responder a estímulos, etc.
http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo
• Debido a que el ambiente de los organismos cambia
constantemente, las reacciones metabólicas son reguladas para
mantener un conjunto de condiciones en la célula, una condición
denominada homeostasis.
• Las Rutas Metabólicas están reguladas a Varios Niveles, desde
el interior de la célula y desde el exterior.
Regulación
Disponibilidad [S]
Modulación de la actividad
Enzimática
Control Hormonal
Concentración de las Enzimas
•Es la regulación mas inmediata es a través de la disponibilidad
de los sustratos.
•Es la forma mas sencilla de modificar la actividad de una
enzima.
•Por Lo general las enzimas operan por debajo de su velocidad
máxima.
•Al cambiar la concentración de sustrato [S], variamos la
velocidad de la Reacción.
A mayor [S], mayor la velocidad de reacción
A Menor [S], menor la velocidad de reaccion
Regulación de La entrada al Interior Celular:
La permeabilidad de la membrana plasmática a
ciertos compuestos puede estar sujeto a regulación
Compartimentación Celular:
En
las
células
eucariotas
existen
compartimientos celulares y puede darse que la
enzima se encuentre inaccesible para el sustrato
Las membranas de estos compartimientos
presentan permeabilidad selectiva
es.wikipedia.org/wiki/Célula
Las enzimas encargadas de llevar a cabo las reacciones
metabólicas pueden cambiar su capacidad catalítica en función
de la presencia o ausencia de determinada molécula.
La eficiencia de las enzimas reguladoras puede ser controlada
por uniones no covalentes de ligando específicos a sitios
distintos al centro activo (alosterismo ).
La Modulación se da por los fenómenos:
Alosterismo
Modificaciones Covalente
Cooperativismo
La mayoría de las enzimas alostericas son oligomericas y
presentan también el fenómeno de cooperatividad.
Funcionan a través de la unión reversible, no covalente, de compuestos
reguladores denominados moduladores alostericos, los cuales
generalmente son metabolitos o cofactores.
Bioquimica Mathews
Las enzimas reguladoras suelen tener subunidades con
posibilidad de ejercer interacciones mutuas.
Cooperatividad positiva, si la unión del sustrato con el centro
activo de una subunidad de la enzima produce un cambio en la
conformación, que hacen que la siguiente subunidad se una más
rápidamente el sustrato.
Cooperatividad negativa, cuando la unión del sustrato con la
enzima ocasiona un cambio en la conformación, que hace menos
probables la unión adicional al sustrato.
Muchas enzimas reguladoras, además de las interacciones alostéricas,
están controladas por modificación covalente. La modificación consiste en
La adición o separación de un grupo funcional por la acción de enzimas
como Protein quinasa
Normalmente el grupo suele ser un fosfato en el ciclo fosforilacióndefosforilación
Bioquimica Mathews
http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_quinasa
uno de los principales mecanismos reguladores se basa
en la alteración de la cantidad absoluta de enzima en la
célula.
Se denomina inducción al aumento de la concentración
de la enzima por aumento en su síntesis y represión a su
disminución por disminuir la síntesis.
La concentración de la enzima es la resultante entre las
velocidades que llevan a su síntesis y a su degradación.
La coordinación del metabolismo entre las distintas
células que conforman nuestro organismo es medida a
través del control hormonal
Las hormonas actúan como señales que ocasionan
cambio en la actividad de las enzimas reguladoras a
cualquiera de los niveles de regulación
Esto produce una modificación del flujo metabólico
• Suele ubicarse al inicio de la vía metabólica.
• Posee menor velocidad de reacción, lo que determina que su
actividad controle la rapidez de la vía metabólica.
• Representa los puntos de control del metabolismo.
• Catalizada por enzimas sujetas a regulación. Actividad Velocidad de la vía.
Producto
Sustrato
VIA METABOLICA
D
Enzima
C
Disminuye conversión
E
Enzima
Enzima
B
Enzima
Enzima
Z
Disminuye síntesis
http://www.bioygeo.info/AnimacionesBio1.htm#Metabolismo
• Inhibición por producto o feed-back
• El producto final de la vía inhibe la actividad de la enzima
reguladora.
http://www.bioygeo.info/AnimacionesBio1.htm#Metabolismo
• Las vías metabólicas requieren de la activación por sustrato para
estas realizar su reacción o regulación metabólica.
• Puede modificar la actividad enzimática.
• La activación varia la velocidad de reacción.
• Requiere la presencia de todos los productos finales de las vías en
que se ramifica la vía principal para inhibir el paso limitante.
B C
D E
J K
F
L
G H
I
• El producto final de la vía inhibe a la enzima que cataliza la primera
reacción posterior a la ramificación, y es el ultimo metabolito común el
que inhibe a la primera reacción común de ambas vías.
v
•Los receptores son proteínas
wwww.google.com.ver/image/receptoredehormonas
a) En el interior Celular
b) En la Membrana Plasmática
1. Tipo Canal Iónico
2. Acoplados a proteínas G
3. Con Actividad Catalítica
Guía de estudios de bioquímica Prof. Magnolia.
•Grupo I
•Grupo II
Tipos
Esteroides,
yodotironinas,
calcitriol, retinoles.
Solubilidad
Proteínas
Transportadoras
Vida media
plasmática
Receptor
Lipofilicas
Si
Poli péptidos,
proteínas,
glicoproteínas,
catecolaminas.
Hidrosolubles
No
Larga (horas a días)
Corta (minutos)
Intracelular
Membrana
Plasmática
Segundos
Mensajeros (cAMP,
cGMP, Ca, etc.)
Mediador
Complejo ReceptorHormona
Receptores intracelulares de las hormonas del grupo I
Receptores de membrana del grupo II
wwww.google.com.ver/image/receptoredehormonas
•cAMP
•cGMP
Mathews Bioquímica 3era Edición
•Diacilgliceridos (DAG)
Guía de estudios de bioquímica Prof. Magnolia.
•Calcio
•fosfatidilinositidos
Bioquímica Harper.
Son transductores de señales que llevan información desde
el receptor hasta una o más proteínas efectoras.
wwww.google.com.ver/image/proteinG
Es una enzima que modifica otras proteínas (sustratos),
mediante fosforilación, y por tanto activándolas o
desactivándolas.
wwww.google.com.ver/image/proteina545qui
Otro medio de controlar la acción hormonal es la regulación
de las reacciones de Desfosforilación de proteínas.
wwww.google.com.ver/image/fostas.
Son enzimas hidrolasas que catalizan la ruptura de los enlaces
fosfodiéster.
wwww.google.com.ver/imagen/phosp,fdies
El termino con que se le conoce ahora a la proteína reguladora
dependiente del calcio, el cambio conformacional de la
calmodulina le confiere la propiedad para activar o inactivar
enzimas.
wwww.google.com.ver/image/proteinG
El glucagón promueve la degradación del glucógeno en
glucosa, que pasa a la sangre.
Por ende, la hipoglucemia -una baja concentración de
glucosa en sangre- resulta el estímulo dominante para la
secreción de glucagón.
wwww.google.com.ver/image/Glucoge
Esta molécula funciona o actúa como un neurotransmisor e
interviene en la respuesta Inmune.
Oxido nítrico (NO)
La expresión génica es el proceso por medio del cual todos los
organismos procariotas y eucariotas transforman la información codificada
en los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su desarrollo y
funcionamiento. En todos los organismos, inclusive los eucariotas, el
contenido del ADN de todas sus células es idéntico. Esto quiere decir que
contienen toda la información necesaria para la síntesis de todas las
proteínas.
wwww.google.com.ver/ikdgdjkfkjdn
,modgen
•
•
•
•
•
•
•
El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos
físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo.
Las Rutas Metabólicas están reguladas a Varios Niveles, desde el interior
de la célula y desde el exterior
Mecanismos que controlan la regulación de [S] En El interior Celular se
dividen en dos Regulación de La entrada al Interior Celular y
Compartimentación Celular.
Las enzimas encargadas de llevar a cabo las reacciones metabólicas
pueden cambiar su capacidad catalítica en función de la presencia o
ausencia de determinada molécula.
La coordinación del metabolismo entre las distintas células que
conforman nuestro organismo es medida a través del control hormonal.
Las Reacciones Químicas están organizadas en formas de vías
metabólicas a través de intermediarios o metabolitos comunes
Las vías metabólicas requieren de la activación por sustrato para estas
realizar su reacción o regulación metabólica
Resumen
•La Inhibición Concertada Requiere la presencia de todos los
productos finales de las vías en que se ramifica la vía principal para
inhibir el paso limitante
•Los Receptores hormonales son proteínas y la interacción hormona
receptor puede ser comparada en algunos aspectos con la interacción
enzima sustrato
•Las proteínas G son transductores de señales que llevan información
desde el receptor hasta una o más proteínas efectoras.
•El glucagón promueve la degradación del glucógeno en glucosa, que
pasa a la sangre por ende, la hipoglucemia -una baja concentración de
glucosa en sangre-resulta el estímulo dominante para la secreción de
glucagón.
•La expresión génica es el proceso por medio del cual todos los
organismos procariotas y eucariotas transforman la información
codificada en los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su
desarrollo y funcionamiento
Bibliografía.
•Murray, Granner, Mayes Rodwell. Bioquímica de
Harper (1992). 12 a v a. edición.
•MATHEWS, Christopher y VAN HOLDE, K.E (2010).
Bioquímica.
•Lenhiger. Principios de Bioquímica. 4ta Edición.
•Guía de estudios de bioquímica Prof. Magnolia.