Tomas de aquino 33333

2.4 Mecanismo de acción enzimática.

Una enzima tiene una forma tridimensional única que reconoce y se une a un sustrato. El sustrato se une a la enzima en una forma que  favorezca la catálisis. Una enzima típica es mucho más grande que su sustrato. Sin embargo, dentro de su gran estructura terciaria, está el sitio activo, que atrae y retiene al sustrato con la porción llamada sitio de unión y cataliza la reacción con otra porción llamada sitio catalítico.También ya sabemos que muchas enzimas requieren de cofactores para realizar su función y que estos cofactores pueden ser activadores metálicos o coenzimas.Actividades metalicos: son iones inorgánicos que se unen temporalmente a las enzimas Coenzimas: son moléculas orgánicas que se derivan de las vitaminas.Se llama Holoenzima al complejo enzima-cofactor catalíticamente activo.Se llama Apoenzima a la enzima que queda inactiva cuando se le quita el cofactor. Apoenzima HoloenzimaEl sitio activo de una enzima con frecuencia es una pequeña cavidad que se ajusta estrechamente a la estructura del sustrato. En la actualidad hay dos teorías para explicar la forma de unión entre las enzimas y los sustratos:Modelo de llave y cerradura:En este modelo se considera que el sitio activo tiene una forma rígida inflexible, por lo tanto solo aquelsustrato o grupo de sustratos con formas que encajen exactamente en el sitio activo son capaces de unirse con la enzima. La forma del sitio activo es análogo a una cerradura, y el sustrato adecuado es la llave que encaja en ella.  Modelo de acoplamiento  o ajuste inducido:En este modelo se considera que hay una interacción entre enzima y sustrato en donde es el sustrato el que induce el cambio estructural del sitio activo de la enzima y ambos, enzima y sustrato, se adaptan de manera transitoria para realizar bien la reacción.

factores el sustrato se une a la enzima atraves: puentes de hidrogeno,electrostaticas hidrofobas. en un lugar especifico llamado centro activo este centro es una pequeña porcion de la enzima constituido por una serie de aminoacidos que interaccionan con el sustrato
estructuras no proteicas que ayudan a la enzima
cofactor:cuando se trata de iones o moleculas inorganicas
coenzima cuando es una molecula organica,vitaminas funcionan como coenzimas y la falta de vitaminas corresponde a que no se puedan sintetizar un determinado enzima catalizadores:
disminutyen la barrera energetica de una reaccion acelerandola
eficientes a concentraciones pequeñas
no son alterados quimicamente por la reaccion 
no afectan la concentracion de equilibrio de la reaccion
Vr =varia con el tiempo(inactivacion, inhinbicion por producto desaturacion de la enzima)por lo que se defiine la actividad en funcion de la velocidad de reaccion inicial
actividad enzimatica: maximo poder catalitico para un conjunto de condiciones dadas
efecto la concentracion de sustrato
m-menten
*la reaccion entre la enzima y el sustrato permanece en equilibrio y cualquier efecto de la segunda reaccion es despreciable.el equilibrio se alcanza rapidamente
*la concecntracion de sustrato libre permanece cte al inicio e igual a la concentracion total inincia.ocurre cuando S>>>E
E.E en cualquier momento las velocidades de formacion son iguales
Ks:cte de afinidad.conecntracion de sustrato a la cual la velocidad de reaccion es la mitad que la maxima
inhibicion competitiva:se afecta la afinidad de la enzima por el sutrato se afecta la cte de afinidad
parcial :la uniion inhibidor a la enzima le resta afinidad por el sutrato sin eliminarla totalmente
total:perdida total por la afinidad del sustrato
inhibicion no competitiva: se afecta la reactividad del complejo enzima sustrato
afectaa la velocidad maxima
parcial ESI parcial inactivo
total ESI total inactivo

inhibicion mixta
se afecta tanto la afinidad de la enzima por el sustrato como la reactividad del complejo enzima sustrato
ambos parametros cineticos afectados
el sitio de uniion del inhibidor se forma despues que se ha unido el sutrato
efecto del pH
cambia el estado de ionizacion de la enzima existe pH optimoi para cada enzima
efecto T°
aumenta la velocidad de reaccion 
aumenta la velocidad de inactivacion de la enzima

*Eficacia enzimaticaMide la v de las reac FACTORES Q AFECTAN LA V   ↑[S] -->↑ eficacia hasta alcanzar Vmax; pH y T segun sea le pG y la t va a variar la eficadia MECANISMOS Q AUMENTAN LA V   -cOMPARTIMENTACIÓN CELULAR-->las enzimas correspondientes a cada organulo se encuentra en su sitio concentrado. - reac en cascada--> El producto de una reacción sirve como enzima para otra reac - Complejos multienzimáticos--> Agrupaciones de enzimas para realizar mejor su funcion -Isozimas--> Enzima que catalizan la misma reac  pero tiene un valor de Km ≠ y en funcion de las necesidades d la cel se cogen una u otra.*Regulación enzimática varia según las necesidades celulares + Formas de regular: - Activacion enzimatica --> Se lleva a cabo mediante activadores (cationes /molec org) Func: la lleva a cabo provocando un cambio donfromacional del centro activo lo que permite q se acople al sustrato. -Inhibición enzimática --> inhibidores (cationes/ molec org) Produce la regulacion feed-back. Hay dos tipos de inibidores - Irreversibles--> Inhibidor se une a la enzima y la anula  -reversible--> inhibidor se une y desune a la enzima. (hay 2 tipos - Competitiva y no competitiva)

En lainhibición competitiva, el sustrato y el inhibidor no se pueden unir a la misma enzima al mismo tiempo, como se muestra en la figura de la derecha. Esto generalmente ocurre cuando el inhibidor tiene afinidad por elsitio activode una enzima en el que también se une el sustrato; el sustrato y el inhibidorcompitenpara el acceso al sitio activo de la enzima. Este tipo de inhibición se puede superar con concentraciones suficientemente altas del sustrato, es decir, dejando fuera de competición al inhibidor. Los inhibidores competitivos son a menudo similares en estructura al sustrato verdadero (ver ejemplos expuestos más abajo).En lainhibición mixta, el inhibidor se puede unir a la enzima al mismo tiempo que el sustrato. Sin embargo, la unión del inhibidor afecta la unión del sustrato, y viceversa. Este tipo de inhibición se puede reducir, pero no superar al aumentar las concentraciones del sustrato. Aunque es posible que los inhibidores de tipo mixto se unan en el sitio activo, este tipo de inhibición resulta generalmente de un efectoalostéricodonde el inhibidor se une a otro sitio que no es el sitio activo de la enzima. La unión del inhibidor con elsitio alostéricocambia la conformación (es decir, laestructura terciariao la forma tridimensional) de la enzima de modo que la afinidad del sustrato por el sitio activo se reduce.Lainhibición no competitivaes una forma de inhibición mixta donde la unión del inhibidor con la enzima reduce suactividadpero no afecta la unión con el sustrato. Como resultado, el grado de inhibición depende solamente de la concentración de inhibidor.

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones. La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

Fermentación Láctea: ocurre en los tejidos animales en ciertos hongos y bacterias. El producto final es el acido lácteo ejem: la acidificación de la leche, ciertas bacterias al desarrollase en la leche utilizan la lactosa como fuente de energía.

Fermentación alcohólica: ocurre en los tejidos de las plantas superiores, en ciertas levaduras y en algunos hongos en esta fermentación el azúcar es degradado a acido piruvico que es transformando en etanol.

Fermentación acética: intervienen las bacterias del genero acetobacter y consiste en la transformación del etanol en acido acético.

Respiración celular: la respiración celular comprende todas las reacciones químicas celulares a través de las cuales se divide la glucosa y otras sustancias nutritivas, mientras la energía liberada es trasferida a moléculas de ATP el responsable de este proceso es la mitocondria

Aloterismo constituye un sistema de regulación encimatica sumamente preciso las enzimas alostericas catalizan algunas reacciones importantes

_{CATABOLISMO DE GLUSIDOS:el catabolismo de glucidos puede comenzar directamente con los monosacaridos,fabricados por los autotrofos o los procedentes de los alimentos ingeridos por heterotrofos;o bien puede iniciarse a partir de las reservas celulares de glucidos.por ello,podemos distinguir catabolisno de polisacaridos y de monosacaridos.los principales glucidos de reserva son el glucogeno en animales y el almidon en vegetales.su aprovechamiento supone la hidrolisis de las moleculas para liberar glucosa, proceso en el que intervienen diversas enzimas. RESPIRACION CELULAR AEROBIA:basicamente consiste en una transferencia de electrones desde moleculas organicas al oxigeno.el sustrato mas usado es la glucosa y , en este caso ,la ecuacion global del proceso es:C6H12O6+O2- ----6CO2+6H2O 686 kcal/mol.En esta ecuacion solo se representan los productos iniciales y finales,pero se trata de un proceso muy complejo en el que pueden distinguirse dos fases: glucolisis(respiracion anaerobia) y fase aerobia(respiracion): GLUCOLISIS(RESPIRACION ANAEROBIA):glucosa??2ACIDOS PIRUBICOS +2 nadh +H + 2ATP +2H2O comprende dos etapas diferentes: PRIMERA ETAPA:preparatoria en la que la glucosa es fosforilada y fragmentada dando lugar a dos moleculas de gliceraldehido 3-fosfato.en este proceso se consumen dos moleculas de ATP para activar a la molecula de glucosa. formula: GLUCOSA+2ATP?2GLICERALDEHIDOS 3-FOSFATO + 2 ADP. SEGUNDA ETAPA: en la que las dos moleculas de gliceraldehido 3-fosfato son oxidadas por el NAD mas y a continuacion convertidas en acido piruvico con la produccion de 4 moleculas de ATP. 2GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO+NADmas+2ADP+Pi?2ACIDO PIRUVICOS+2NADH+2ATP+2H2O GLUCOSA+2NADmas+2ADP+Pi?2ACIDOS PIRUVICOS +2NADH+2ATP+2H2O en conclusion,por cada molecula de glucosa que se transforma en dos moleculas de acido piruvico,se producen dos moleculas de NADH y dos moleculas de ATP.La glucosis es una ruta fundamental que puede ser usada por casi todos los organismos para obtener energia de la molecula de glucosa.Ademas,la glucolisis prepara la glucosa para su oxidacion completa en la mitrocondia donde se libera mucha más energia, FSEROBIA:(FORMACION DEL ACETIL COENZIMA A):El acido piruvico obtenido por la glucolisis penetra en la mitrocondia, se descarboxila oxidativamente, para formar acetil coenzima A y CO2. Es una reaccion catalizada por el complejo multienzimatico piruvato deshidrogenasa. Esta reaccion es irreversible y dirige al acido priruvico hacia su oxidacion final en el ciclo de Krebs. COO-CO-CH3+CoA-SH?CO2+SCoA-CO-CH3 (piruvato deshidrogenasa NADmas?NADH+H mas) ac.pirubato acetil CO A}

CICLO DE KREBS:los organismos que realizan respiración aerobia, el acido pirúvico o piruato que se ha formado en loa glucolisis se degrada completamente a co2 y H2O en presencia de oxigeno. Se realiza en dos etapas sucesivas:el ciclo de krebs y la cadena respiratoria que lleva asociada la fosforilacion oxidativa. El ciclo de krebs se da en la matriz mitocondrial y la cadena transportadora en las crestas mitocondriales.
Etapa inicial:oxidación del ácido pirúvico: el piruvato pasa a la mitocondria y sufre una oxidación y se convierte en el acetil-coA, mediante el complejo piruvato-deshidrogenasa. El complejo piruvato-deshidrogenasa consta de tres enzimas(TPP, CoSH, NAD+, FAD+ y ácido lipoico). 
El acetil CoA y el NADH2 producidos son fundamentales para el ciclo de Krebs. 
La piruvato-deshidrogenasa se regula a tres niveles:
-Inhibición por producto final: el Acetil CoA y el NADH2 la inhiben y le CoA y NAD+ la activan.
-Regulación por Feed-back: es inhibida por GTP y activada por AMP. 
-Regulacion covalente: cuando esta fosforilada se inhibe y desfosforilada se activa.
El Acetil CoA se une al oxalacetato y se forma la molécula de citrato mediante la enzima citrato sintasa. A partir de aquí se producen una serie de deshidrataciones e hidrataciones sucesivas:
•la acontasa cataliza el paso del citrato a isocitrato.
•el isocitrato pasa a alfa-cetoglutarato mediante la Isocitrato deshidrogenasa.
•el alfa-cetoglutarato pasa a succinil-CoA mediante la enzima alfa-cetoglutarato deshidrogenasa.
•el succinil-CoA pasa a succinato mediante la succinil- CoA sintetasa y en esta reaccion se produce la síntesis de GTP.
•EL succinato pasa a fumarato mediante la enzima succinato-deshidrogenasa.
•el fumarato pasa a malato mediante la enzima fumarasa.
• el malato pasa a oxalacetato catalizado por la enzima malato-deshidrogenasa.
Conclusiones:
•una molécula de acetil CoA se une al oxalacetato para dar citrato.
•se regenera el oxalacetato.
•se obtienen 3 NADH2, 1FADH2, 1GTP Y 2 CO2.
Los 3 NADH2 y el FADH2 entran en la cadena transportadora de electrones y se obtienen 3 ATP por cada NADH2 Y 2 ATP  por cada FADH2.
REGULACION DEL CICLO DE KREBS: tres puntos de regulación: 
Citrato sintasa: es inhibida por una alta concentración de ATP.
Isocitrato deshidrogenasa: es inhibida por las altas concentraciones de ATP Y NADH2 y se activa por la alta concentración de AMP Y de ADP.
Alfa-cetoglutarato  deshidrogenasa: es inhibida por la alta concentración de succinil-CoA y NADH2 y se activa por la alta concentración de AMP.

Oxidación de los ác. grasos insaturados.
Intervienen la enoil-CoA isomerasa y la 2,4-dienoil-CoA-reductasa.
La enoil - CoA isomerasa actúa sobre los ácidos grasos monoinsaturados como el ácido oleico.
Esta isomerasa convierte la cis -Ä3-enoil-CoA a la correspondiente trans - Ä3- enoil - CoA sobre la que puede actuar laenoil - CoA hidratasa. 
CETOGENESIS
Ocurre cuando la acetil Co-A se acumula más allá de su capacidad de oxidación o de su uso para la síntesis de ácidos grasos en las mitocondrias conduciendo a una clase de compuestos denominados cuerpos cetónicos, acetoacetato y B-hidroxibutirato que son combustibles metabólicos importantes en algunas circunstancias.
Cuando el catabolismo de los hidratos de carbono esta limitado, la Acetil Co A se convierte en cuerpos cetónicos, principalmente Acetoacetato y â hidroxibutirato. 
La Acetona se forma en cantidades muy bajas posiblemente mediante la descarboxilación no enzimática del acetoacetato.

Oxidacion de sus cadenas carbonadas. Tras un proceso de transaminacion o desaminacion oxidativa. O por descarboxilación.

Transaminacion-->  Consiste en la transferencia del grupo x-cetoglutarico que se transforma en ácido glutámico. Es catalizada por aminotransferasas. Permite concentrar losgrupos amino en forma de ac. glutámico. Puede cederlos en forma de nuevos AA o unirse con otro grupo amino para dar glutamina

Desaminacion oxidativa-->  eliminacion del grupo amino del glutamico en forma de NH4+, que recicla el ác. x-cetoglutárico. Se da en el citosol y en la matriz de la mitocondria. La enzima glutamato deshidrogenasa utiliza NAD o NADP en presencia de ATP.

Descarboxilacion-->perder el grupo carboxilo en forma de CO2, para dar lugar a las aminas biogenas. Aparecen en alimentos obtenidos por procesos de fermentacion o causa de intoxicaciones alimentarias.

Oxidacion de cadenas C de AA-->Aminoacidos glucogenicos: dan lugar a acido piruvico, por lo que puede usarse en la sintesis de glucosa en la gluconeogenesis.