Tema 14 Enzimas:

BIOQUIMICA TEMA 4 ENZIMAS VCLASIFICACIN DE LAS ENZIMAS:NmeroClasesDescripcin

1OxidoreductasasReacciones de oxidacin reduccin (transferencia de electrones)

2TransferasasTransferencia de un grupo qumico desde un donador a un aceptor.

3HidrolasasRuptura hidroltica de algn enlace de sustrato.

4LiasasRuptura no hidroltica de enlaces

5IsomerasasReacciones de isomerizacin.

6Ligasas (Sintetazas)Formacin de enlaces covalentes entre dos sustratos.

ENZIMAS REGULADORAS: Son enzimas que modulan su actividad enzimtica en respuesta a seales activadoras o inhibidoras, que hacen que la enzima aumente o disminuya su actividad cataltica dependiendo de los requerimientos metablicos. Se distinguen dos casos: El sustrato puede actuar como seal activadora de la enzima, generalmente por que la concentracin de sustrato es muy alta en el medio, y es necesario su metabolismo. El producto puede actuar como seal inhibidora de la enzima, generalmente debido a la alta concentracin de este en el medio, induce a la enzima para que se detenga la produccin de ms producto. Gracias a este mecanismo de retroalimentacin las clulas pueden conservar energa y reactantes.Las enzimas regulatorias generalmente se encuentran al inicio de las vas metablicas, y la velocidad con que transcurre la transformacin del primer sustrato a un metabolito intermedio va a regular la velocidad de flujo de toda la va metablica. De tal manera que estas enzimas regulan la velocidad en que ocurre la reaccin.

TIPOS DE ENZIMAS REGULADORAS: ENZIMAS ALOSTRICAS: El termino alostrico significa otro espacio u otra estructura. Las enzimas alostricas se caracterizan por tener estructuras cuaternarias o ser oligmeros. Adems poseer el sitio de accin, tienen un sitio alosterico o regulatorio. La unin de efectores alostericos (positivos y negativos) al sitio regulatorio, produce cambios conformacionales de la enzima, y esto modifica su capacidad cataltica. Los sitios regulatorios se encuentran en una regin distinta a la del sitio activo, aunque tambin pueden ser el mismo sitio activo.Estas enzimas presentan una curva de saturacin sigmoidea (Esta curva indica que la actividad cataltica de la enzima es afectada por factores externos distintos al sustrato). Este comportamiento se observa en la HEMOGLOBINA y se denomina comportamiento alostrico. Esto indica que sobre la hemoglobina, acta una serie de factores que influencian su capacidad para captar oxigeno (efectores alostericos: pH, 2,3 difosfoglicerato, pCO2, ion cloro, O2) En estos casos, la velocidad de la reaccin aumenta lentamente con la concentracin de sustrato cuando esta es baja. Sin embargo la pendiente de la curva cambia rpidamente a concentraciones de sustrato mas elevadas. Ej: Aspartato-transcarbamilasa de E. Coli (ATCasa) La ATCasa: se encuentra en la etapa inicial en la biosntesis de nucletidos de pirimidina y el producto final de esta va es el TRIFOSFATO DE CITIDINA (CTP, necesario para la sntesis de ARN). El CTP es un efector alosterico negativo que inactiva la ATCasa. . El ATP es un efector alosterico positivo que activa la ATCasa. Invierte el efecto inhibidor del CTP.

ENZIMAS MODIFICADAS POR UNIONES COVALENTES O INTERMEDIARIAS O INTERCONVERTIBLES Son enzimas que modulan su actividad cataltica en un proceso de todo o nada por la unin covalente o disociason de grupos qumicos reactivos. Estas modificaciones covalentes pueden ser: Dependiendo del tipo de hormona, la ACTIVAN O DESACTIVAN. FOSFOLIRACION: Corresponde a la adicin de un grupo fosfato (PO3-2) la cadena lateral de aminocidos que contengan un grupo hidroxilo (Serina, tirosina, treonina, histidia). Estas reacciones estn catalizadas por enzimas especficas, quinasas. El donador de grupo fosfato generalmente es el ATP. ADENILACIN: Corresponde a la adicin de un residuo de adenosin monofosfato(AMP), al residuo de tirosina de la enzima. El residuo de AMP es aportado por ATP. Tambin catalizada por quinasas. URIDILACIN: Corresponde a la adicin de un residuo de UMP (Uridin monofosfato) al residuo de tirosina de una enzima. El residuo de UMP es aportado por la UTP(Uridin trifosfato) ADP- RIBOSILACIN: Corresponde a la adicin de ADP y RIBOSA a los residuos de arginina, cistena, glutamina (Glm), histidina de la enzima. El ADP y ribosa es aportado por el NAD METILACIN: Proceso de vital importancia porque media la actividad gentica. Corresponde a la adicin de grupos metilos (CH3) al residuo de glisina de la enzima. El es aportado por el SAM(S-adenosil-metionina)

Ej: La glucgeno fosfolirasa (fosforilasa B), cataliza la degradacin glucgeno para la producir glucosa y obtener energa. Esta enzima se distingue en dos formas: La fosfolirasa (Estado relajado) es ms activa y la fosfolirasa B(estado tenso) es menos activa.La fosfolirasa b relativamente inactiva puede reactivarse y formar fosfolirasa a, por accin de la enzima fosfolirasa quinasa que cataliza la Fosfoliracion enzimtica de los restos de serina a expensas de 2 molculas de ATP. La fosfolirasa A inactiva, sufre cambios conformacionales que le permite convertirse en su forma activa (estado R), la fosforilasa A activa.La actividad de la fosfolirasa del glucgeno es regulada, por la accin de dos enzimas (insulina y glucagon) que desplazan el equilibrio entre sus forma activa e inactiva.

ISOENZIMAS: Son enzimas que tienen la misma actividad cataltica (la misma funcin) pero tienen propiedades fsicas, qumicas e inmunolgicas diferentes.GRUPOS DE ISOENZIMAS (IUMBM): 1. Enzimas genticamente independientes: Son enzimas que catalizan la misma reaccin pero provienen de genes distintos. Estas dan como resultado el mismo producto, pero por diferentes procesos de obtencin. Ej: la malato deshidrogenasa(puede ser citosolica o mitocondrial)2. Variantes genticas: Son enzimas que provienen de un mismo gen, pero la estructura de este, ha variado de una manera tolerante, lo que permite partiendo del un mismo gen obtener diferentes productos gnicos. Ej: la glucosa6 fosfato deshidrogenasa y piruvato quinasa (cumplen con funciones diferentes).3. Heteropolmeros o protenas oligomericas: Son enzimas que tienen dos o mas subunidades en su estructura y su estructura cuaternaria y actividad funcional resulta de la combinacin de esas sub unidades. Por ejemplo:Creatin quinasa(CK) (Mm) msculo esqueltico.

Son dimeros, proviene a partir de dos sub unidades diferentes, M y B. (MB) msculo cardaco. (BB) cerebro.

Lactato Deshidrogenasa HHHH (Corazn)

Son tetrmeros, proviene a partir de dos sub unidades diferentes H y M. HHHM (Rin)

Cataliza la transformacin reversible de lactato a piruvato o piruvato a lactato HHMM (Pulmn) HMMM (Pulmn) MMMM (Msculo e hgado)

ENZIMOLOGIA CLINICA:1. Claves para el estudio de errores innatos del metabolismo.2. Intervienen en reacciones de detoxificacion. 3. Blancos para quimioterapia. (Destruir parsitos, bacterias, clulas tumorales) 4. Esenciales para el diseo racional de tratamientos. 5. Instrumentos importantes en el diagnostico y monitoreo qumico, ya que se encuentran en diferentes lquidos corporales que se pueden analizar. Se debe evaluar la produccin y la ubicacin habitual de las enzimas, para identificar anormalidades que podran representar una patologa: Orina Jugo Gstrico Lquido Cefalorraqudeo Lquido Amnitico Lquido Sinovial Fluido espermtico Clulas Sanguneas Suero y plasma

ENZIMAS PRESENTES EN SUERO Y PLASMA SANGUINEO:ENZIMAS PLASMTICAS ESPECFICAS: Realizan su funcin en plasma (Protrombina, factores del complemento, factores de la Coagulacin y Fibrinolisis, Lipoprotena lipasa, Seudocolinesterasa, Ferroxidasa)ENZIMAS NO PLASMTICAS ESPECFICAS: Se encuentran en plasma por liberacin celular y el plasma no es su lugar de actuacin. Son aquellas que se encuentran en el metabolismo intracelular. De secrecin: Amilasa Pancretica Fosfatasa Alcalina Biliar Lipasa Fosfatasa cidas Prostticas De metabolismo intermediario: De forma controlada y muy pocas cantidades Creatin quinasa Lactato deshidrogenasa Alanina amino transferasa Aspartato amino transferasa

FACTORES QUE DETERMINAN LOS NIVELES ENZIMTICOS EN SUERO Y PLASMA SANGUNEO: 1. Cambios en la produccin enzimtica: Disminucin en la sntesis por alteraciones genticas (Ej: Glucosa 6- fosfato deshidrogenasa cuya ausencia produce una anemia hemoltica. Una alteracin gentica especifica causa que exista una cantidad parcial o nula de esta enzima en el organismo) Aumento en la sntesis por aumento en la actividad celular. Aumento en la sntesis por aumento en la proliferacin celular.2. Integridad de la Membrana celular: Aumenta la cantidad, si disminuyen de los recursos energticos, lo que ocasiona que puede ocurrir IAM, seguido por la liberacin de las enzimas al plasma Aumenta la cantidad, por traumatismos: Fracturas. Aumenta la cantidad, por Infeccin Viral: Hepatitis. Aumenta la cantidad, por muerte celular: Recambio celular.3. Aclaramiento de las enzimas en circulacin: Velocidad de recambio la cual depende de: Captacin por el retculo endotelial (SER) fagoctico mononuclear. Velocidad de inactivacin plasmtica.

FACTORES A CONSIDERAR PARA EL USO DE LAS ENZIMAS EN EL DIAGNSTICO Y EL PRONSTICO CLNICO.1. Distribucin tisular de la enzima. (Pronostico y diagnostico) Actividad en plasma: (Tiempo de vida media, inactivacin): Isocitrato Deshidrogenasa, Ornitina Carbamiltransferasa

FACTORES A CONSIDERAR PARA EL USO DE LAS ENZIMAS COMO HERRAMIENTAS DE LABORATORIO CLNICO: Alta capacidad cataltica. Elevada especificidad.

POR QU LAS ENZIMAS SON UNA BUENA HERRAMIENTA EN EL DIAGNSTICO CLNICO? Existe en el suero sanguneo una gran cantidad de actividades enzimticas. Se deduce que la medida en suero de la actividad enzimtica es una medida directa de la concentracin de enzima en dicho medio. Es decir mientras mas alta sea la actividad mayor ser la concentracin de la enzima en el medio y por lo tanto mayor estar relacionado con la presencia de un cuadro patolgico.

ALTERACIONES DE LA CONCENTRACIN ENZIMTICA EN SUERO1. AUMENTO DE LA ACTIVIDAD ENZIMTICA: a Incremento patolgico de la permeabilidad de membranab Muerte y destruccin celularc Induccin enzimticad Proliferacin celular

2. DISMINUCIONES DE LA ACTIVIDAD ENZIMTICAa Intoxicaciones(Ej: por rganos fosforados)b Enfermedades crnicasc Alteraciones del estado nutritivo