Regulación de la enzimas Flashcards
Los cambios de velocidad de una via metabólica se debe a que
Por lo menos una enzima de la vía, la enzima reguladora ha sido activada o inhibida, o porque la cantidad de la enzima esta incrementada o disminuida.
La velocidad la todas la enzimas depende
De la concentración de sustrato
Las enzimas exhiben una Cinética de Saturacion sus velocidades
aumentan con el incremento en la concentración de sustrato
La enzima alcanza una velocidad máxima
cuando la enzima se satura con el sustrato
Las enzimas son inhibidas reversiblemente por
análogos estructurales y productos
Los activadores o inhibidores alostericos son
compuestos que se unen a sitios diferentes al sitio de actividad catalítica y regulan la enzima a través de cambios conformacionales que afectan el sitio catalítico
La actividad enzimática puede ser regulada
por una modificación covalente como la fosforilación de un residuo de serina, treonina o tirosina por una proteína cinasa
La actividad enzimatica puede ser modulada por
por la union reversible de una proteína moduladora, como la calmodulina
Las proteinas G monomericas (son proteinas unidoras de trisfosfato de guanosina)
activan proteínas blanco mediante una unión reversible
Zimogenos
enzimas que son sintetizadas como precursores inactivos, son activas por proteolisis (ejemplo: la enzima digestiva quimiotripsina)
La concentración de una enzima puede ser regulada
por cambios en la velocidad de la síntesis de la enzima o en la velocidad de degradación
En la regulación por retroalimentación
el producto final controla directa e indirectamente su propia velocidad de síntesis
Regulación por prealimentación
el sustrato controla la velocidad de la via
Las vías biosintéticas y de degradación son controladas a través
de regulaciones de la vía
Las enzimas reguladoras son frecuentemente
isoenzimas tejido-específica cuyas propiedades reflejan las diferentes funciones de una vía en un tejido particular
Mecanismos utilizados para regular las enzimas:
1) regulación por compuestos que se unen reversiblemente al sitio activo.
2) Regulación por cambios en la conformación del sitio activo
3) La regulación por cambios en la concentración de enzima
Ecuación de Michaelis-Menten describe
la respuesta de una enzima a cambios en la concentración de sustrato
Cuando la concentración del sustrato aumenta
la concentración de ES aumenta y la velocidad de la reacción se incrementa proporcionalmente
La aproximación al limite finito de la Vmax
Cinética de saturación
La cinética de saturación es
una propiedad característica de todos los procesos de velocidad que dependen de la unión de un compuesto a una proteina
La velocidad de una enzima es mas sensible a
cambios en la concentración de sustrato dentro de un intervalo de concentración por debajo de su Km
Hexocinasa encontrada en los eritrocitos
cataliza el primer paso en el metabolismo de la glucosa en la mayoría de las células, transferencia de un ATP a la glucosa = glucosa 6 fosfato
Hexocinasa I (en eritrocitos) tiene un Km
para la glucosa aprox. o.o5 mM
Hexocinasa que se encuentra en el hígado llamada
Glucosina y tiene un Km >
La velocidad de una reacción es proporcional a
la concentración de la enzima
Enzima que no se ajusta al modelo de Michaelis-Menten
Glucosina (enzima multisustrato)
Forma de alterar la actividad enzimática
la unión de compuestos en el sitio activo. Si estos compuestos no son parte de la reacción normal, inhibe la enzima
Inhibidor de una enzima se define
como un compuesto que disminuye la velocidad de la reacción al unirse a la enzima
Inhibidor reversible
si no se une de manera covalente a la enzima y puede disociarse a una velocidad significativa
Los inhibidores reversibles se clasifican en
Competitivo, no competitivo e incompetitivo
Inhibidor competitivo
“compite” con un sustrato por unirse al sitio de reconocimiento de sustrato de la enzima y usualmente es análogo estructural cercano del sustrato.
Aumentan la concentración de sustrato necesaria para suturar la enzima y no tienen efecto en la Vmax
Inhibidores competitivos
Casi nunca se encuentra en la medicina
Inhibidor incompetitivo
Inhibidor no competitivo
Es un análogo estructural del sustrato B, puede acoplarse al sitio de unión para el sustrato B, pero el inhibidor puede resultar un inhibidor no competitivo con respecto a otro sustrato (S. A)
Disminución en la velocidad de una enzima causada por la acumulacion de su propio producto
Inhibición por producto simple
Inhibición por producto simple papel importante en vias metabolicas:
previene que una enzima en una secuencia de reacciones genere un producto más rápidamente que lo que puede ser usado por las siguientes enzima de la secuencia.
Mecanismos reguladores
1) Activación e inhibición alostérica
2) Fosforilación u otras modificaciones covalentes
3) Interacciones proteína-proteína
4) Escisión proteolítico
Activadores e inhibidores alostéricos
son compuestos que se une al sitio alostérico y causan un cambio conformacional que afecta la afinidad de la enzima por el sustrato.
Sitio separado del sitio catalítico
sitio alostérico
Unen activadores en el sitio alostérico
enzimas alostéricas
La unión de una activador alostérico
cambia la conformación del sitio catalítico manera que se incrementa la afinidad de la enzima por el sustrato
Cambian la Km pero no varían la Vmax de la enzima
Efectores alostéricos “efectores K”
Son activadores alostéricos
ADP y AMP
AMP activa
A la glucógeno fosforilasa y a la fosfofructocinasa 1
Los inhibidores alostéricos tienen un efecto mucho mayor que
los inhibidores competitivos y los no competitivos en el sitio catalítico activo
Muchas enzimas están reguladas a través de
la fosforilación por una proteína cinasa o mediante desfosforilación por una proteína fosfatasa
Las proteínas cinasas de serina/treonina transfieren
grupos fosfato del ATP al grupo hidroxilo de una serina específica de una enzima blanco
Transforma de glucógeno a glucosa 1-fosfato
glucógeno fosforilasa muscular
Glucógeno fosforilasa puede ser activa
a través de fosforilación por glucógeno fosforilasa cinasa
Proteína cinasa A
fosforila varias enzimas que regulan diferentes vías metabólicas
Conocido como segundo mensajero hormonal
3’ 5’- AMP cíclico
Incrementa indirectamente al AMPc
Adrenalina
Activa a la proteína cinasa A
AMPc
Fosforila y activa la glucógeno fosforilasa cinasa
proteína cinasa A
La secuencia de eventos en los que una cinasa fosforila a otra cinasas se denomina
Cascada de fosforilación
Calmodulina Ca
Proteína moduladora disociable que se una a varias proteínas diferentes y regula su función
Presente en el citosol donde funciona como proteína unidora
Calmodulina Ca
Enzima activada por la Calmodulina Ca, también activada por la proteína cinasa A es
glucógeno fosforilasa cinasa muscular
Modelos de regulación a través de la asociación reversible de proteínas en la célula son
proteínas monoméricas G
Proteínas monoméricas G
pequeñas proteínas de una sola unidad que pueden hidrolizar al GTP
GTP
nucleótido de purina que, como el ATP contiene enlaces de fosfoanhidrido de alta energía que liberan energía al ser hidrolizados
Incrementan la velocidad de hidrólisis del GTP por la proteína G
PAGs
Enzimas que rompen uniones peptídicas especificas
Proteínas precursoras de las proteasas
Proteínas precursoras de las proteasas llamadas
zimogenos
El quimotripsinógeno es almacenado
dentro de vesículas en las células pancreáticas hasta que es secretado en los conductos que desembocan en el lumen intestinal
La mayoría de las proteasas involucradas en la coagulación sanguínea son
zimogenos
Zimógenos que circulan en la sangre en sus formas inactivas
Fibrinógeno y la protrombina
La sintesis de proteinas comienza
con el proceso de transcripción del gen, transcribiendo el código genético para esa proteína del ADN en el ARNm
El código del ADNm es traducido
a una secuencia primaria de aminoácidos de la proteínas
Ubiquitina
proteína que señaliza a las proteínas para su degradación en las proteasomas, por la hormona esteroide cortisol
La regulación por retroalimentación se refiere
a la situación en la que el producto final de una vía controla su propia velocidad de síntesis
La hexocinasa y glucocinasa son
isoenzimas tejido-especificas con propiedades cinéticas diferentes
Enzima de baja afinidad encontrada en el hígado
glucocinasa
Glucocinasa
es una cadena polipeptídica simple que contiene un único sitio catalítico activo
Las hexocinasas encontradas en
eritocitos, musculo esqueletico y otros tejidos
La sintesis de glucogeno es activada mientras
la degradacion de glucogeno es inhibida
Alcoholismo
niveles altos de NADH pueden inhibir a la alcohol deshidrogenasa, permitiendo la acumulacion de metabolitos toxicos
Anorexia
desnutrición para la producción de energía
Produce un color café rojizo
Dicromato de potasio
Produce un color verde claro
Sulfato de cromo
Citocromo P50-2E1
provee una vía adicional para la oxidación del etanol a acetaldehído en el hígado
La glucosa se convierte en glucosa 6 fosfato por las enzimas
hexocinasa y glucosinasa
La síntesis de glucógeno está regulada
por prealimentación mediada por el suministro de glucosa e insulina y otras hormonas que indican disponibilidad de glucosa
Px con diabetes del adulto de inicio juvenil (MODY)
forma rara de diabetes mellitus, la cantidad de insulina secretada por el páncreas es muy baja, resultando en hiperglucemia
Glucosina pancreática
enzima estrechamente relacionada con la glucosina hepática
Es parte del mecanismo que controla la liberación de insulina por el páncreas
Glucosina
Fosforila la glucosa a glucosa 6 fosfato casi el doble de velocidad que durante el ayuno
Glucosina con un Km alto
En el hígado, es un precursor de la síntesis de glucógeno y de grasas
Glucosa 6 fosfato
Daños hepáticos como la cirrosis son ocasionados
por productos colaterales de la oxidación del etanol generados por el SMOE
A medida que el etanol es oxidado en los hepatocitos
el NAD es reducido a NADH y el índice NADH/NAD se incrementa
NADH
producto inhibidor de las enzimas en la vía que oxida a los acidos grasos
La capacidad máxima del SMOE (citocromo P50-2E1) se incrementa en el hígado mediante
una ingesta continua de etanol por un mecanismo que involucra la inducción de la transcripción génica
Fosfofructocinasa 1
enzima limitante de la velocidad de la glucolisis
Glucosa fosforilasa
La enzima limitante de velocidad de la glucogenolisis
Hormona liberada durante el estrés y las rutinas de ejercicio
Hormona epinefrina
Liberado durante el ayuno
Glucagon
Activan la sintesis de AMPc
Hormona epinefrina y glucagon
Activa a la proteina cinasa
AMPc
