Enzims Flashcards
Introducció als enzims i les seves diferències amb els catalitzadors química
Els enzims són proteïnes de naturalesa globular. Es poden trobar fora de la cèl·lula, de manera que se’ls coneix com extracel·lulars ( losozim, saliva o ensims digestius, líquids gàstrics) o bé es poden trobar dins de la cèl·lula i se’ls coneix com a cel·lulars (existeixen compartimentalització, que vol dir que cada orgànul té el que necessita per complir amb la seva funció).
Els enzims actuen com a catalitzadors biològics, per tant, incrementen la seva velocitat de reacció química sense conusmir-se ni modificar-se permanentment i no afecten a l’equilibri de la reacció.
E+S E+P
Les diferències amb els catalitzadors químics són les següents:
- Poder catalític: a Tamb, el nombre de molècules que reaccionen per lloc catalític per unitat de temps (nmolec.reac · lloc cat / utemps) és molt més elevat que en els catalitzadors químics industrials.
- Estabilitat: els enzims són actius en un interval moderat de temperatura, pH i pressió. Aquest fet permet treballar amb enzims sense fer servir unes condicions elevades (estalvi energètic i reducció de perillositat). Per altra banda, aquest fet, pot ser beneficiós ja que el nostre procés serà sensible a variacions de les condicions òptimes.
- Especificitat: la majoria d’enzims són altament específics en quant a la naturalesa del substrat i de la reacció. En reaccions de biosíntesi solen ser més específics que en reaccions de degradació.
- Regulació: la seva ctivitat catalítica sovint pot regular-se mitjançant ions o molècules petites. La forma de regulació és per feedback. Alguns enzims no es sintetitzen en la seva forma activa, sinó que s’activen quan arriben al lloc on han d’actuar mitjançant precursos inactius.
Cofactors i centres actius del enzims
Moltes enzims necessiten d’algun component no proteic per la seva activitat, aquest components se’n diuen cofactors.
APOENZIM (inactiu) + COFACTOR = HALOENZIM (ACTIU)
Aquests cofactors solen ser del tipus ions metàl·lics o compostos orgànics.
Compostos orgànics: grups prostètics (unió molt estable) i coenzims (unió inestable).
Una de les parts més importants d’un enzim és el centre actiu. El centre actiu és una regió tridimensional de l’enzim on s’uneix el substrat ( i els cofactors si existeixen). Solen ser petites cavitats hidrofòbiques (no polars). Els aminoàcids que formen el centre actiu no tenen perquè ser residus propers a la seqüència lineal( degut a la forma globular9:
El conjunt de tots els grups funcionals de la zona del centre actiu determinaran l’afinitat, especificitat i capacitat de tranformació química. Les unions substrat-centre actiu son forces febles però no nombroses.
Existeixen dos models d’unió substrat-CA:
1. Model de la clau i el pany: en el que el CA té la forma del substrat inicialment (són complementaris entre sí).
2.MOdel de l’ajust induït: l’enzim canvia de forma en l’unió amb el substrat. El CA té una forma complementarària a la del substrat únicament des`rés que el substrat s’uneixi a ell.
Cinètica enzimàtica
El coneixement de les dades cinètiques permet dissenyar el procés catalitzat per enzims de manera que s’aconsegueixi la conversió màxima de substrat en producte.
Els assajos enzimàtics consisteixen en medir la velocitat de formació de producte o de desaparició de substrat en condicions controlades de temperatura, pH i concentracions de substàncies modificades de l’activitat. Hi ha de 2 tipus:
->Assajos continus: monotorització de manera continuada:
1.Simples: lectura directa.
2.Complexos: a través de segones reaccions.
-> Assajos discontinus: cal que les mostres es prenguin a intervals de temps realment precisos i que la reacció s’aturi inmediatament.
Inhibidors enzimàtics
Els inhibidors enzimàtics són substàncies que disminueixen l’activitat dels enzims, hi han 2 classes:
- Irreversibles: l’enzim perd la seva activitat indefinidament.
- Reversible: l’enzim encara realitza la seva activitat.
2.1. Competitiva: el substrat i l’inhibidor competeixen pel centre actiu (l’inhibidor s’assembla al substrat). La unió de l’un o l’altre són successos mutuament excloents.
E + S ES –> E + P
o
E + I EI
Exemple: Inhibició de l’acohol-deshidrogenasa per etanol evitant la reacció de l’etilenglicol a àcid oxàlic (substància mortal).
2.2. Acompetitiva: l’inhibidor s’uneix al conjunt enzim-substrat però no a l’enzim sol. Aquest tipus d’inhibició destaca en sistemes multisubstrat.
E + S ES –> E + P
ES ESI
2.3. No competitiva: l’inihibidor pot unir-se tan el enzim com a l’enzim-substrat.
E + S ES –> E+P
E+S +I EI + S
ES + I ESI
Enzim al·lostèric
Té la presència d’un o més llocs secundaris anomenats centres reguladors o al·lostèrics, on poden unir-se petites molècules anomenades efectors o moduladors al•lostèrics.
La seva unió és reversible i no covalent i indueix canvis conformacionals als centres actius que alteren el potencial catalític de l’enzim. Hi ha 2 tipus:
1. Moduladors negatius (inhibidors)
2. Moduladors positius (activadors)
La coperativitat positiva és una propietat del sistema amb moduladors positius que fa que quan s’uneixi un, facilita l’unió dels altres.
- Enzim no regulador: cal un increment de 81 cops [S] per passar del 10% al 90% de l’activitat màxima.
- Enzim regulador (cooperativitat positiva): cal incrementar 9 cops [S] oer oassar del 10% al 90% de l’activitat màxima.
- Enzim regulador (cooperativitat negativa): cal un increment de 6000 cops[S] per passar del 10% al 90% de l’activitat màxima.
