ELS ENZIMS TEMA 1 - part 2

2. El control del metabolisme• Control bioquímic del metabolisme ➙ quines reaccions s’han

de donar i quines no

BIOCATALITZADORS o ENZIMS

Un catalitzador és una substància, generalment un metall o un òxid metàl·licfinament dividit, que accelera la velocitat de les reaccions químiques i es mantéinalterable mentre aquestes es produeixen

Els biocatalitzadors són molècules que augmenten la velocitat de les sevesreaccions i exerceixen un control del metabolisme determinant quines reaccionss’han de produir i en quin moment ho han de fer

L’activitat dels catalitzadors

Subtàncies en una reacció ➛ desprenen energia (E) = reaccionsexergòniques (⬆Tº al medi)

Energia lliure (G) ➝ energia que té un sistema per poder realitzar untreball i depèn de l’energia continguda en els enllaços interns de lesmolècules (ENTALPIA = H) i del grau de desordre d’aquestes molècules(ENTROPIA = S).

Elliure⬆ ⬆ ⬆➝ H⬆ iS⬇⬇

∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇×∆𝑆

E lliure reaccionants (REACTIUS) >>>>> E lliure subs. produïdes (PRODUCTES)

Energia d’activació d’una reacció

Estat inicial

Estat de transició

Estat final

Sense enzim

Els enzims baixen l’energia d’activació de les reaccions en les qualsintevenen

Avanç de la reacció

Comparació reacció exotèrmica i endòtèrmica

Reaccions exergòniques: hi ha un alliberament d’energia (∆G<0), i es produeix un augment del desordre (entropia).

Reaccions endergòniques: són reaccions en què s’absorbeix energia lliure de l’ambient (∆G>0). No són reaccions espontànies.

L’energia lliure d’un procés pot augmentar sempre que l’energia lliure d’un altreprocés disminueixi.L’energia despresa en una reacció exergònica es pot aprofitar perquè es produeixireaccions que necessitin energia.Ex: la hidròlisi de l’ATP s’acobla a la fosforilació de la glucosa

Classificació enzimssegons la seva estructura

• ENZIMS PROTEICS ( formats per cadenes d’aa)• HOLOENZIMS

- part proteica ( APOENZIM)- part no proteica ( COFACTOR)

INORGÀNICS(metalls, ions…)

ORGÀNICSATPNAD

FAD NADP+

Co A

ACTIVITAT ENZIMÀTICALa substància sobre la qual actua un enzim rep el nom de substrat.En la reacció entre l’enzim i el substrat hi ha una “unió física” entre l’emzim i el substrat.

L’enzim debilita els enllaços del substrat i el trenca. Així s’obtenen els productes de la reacció

Actuació d’un enzim sobre un sol substrat

Actuació d’un enzim sobre dos substrats

Estructura d’un enzimLa regió de l’enzim que s’uneix físicament

al substrat rep el nom de CENTRE ACTIU DE L’ENZIM.

Classes d’aminoàcids :• AMINOÀCIDS ESTRUCTURALS :

responsables de l’estructura i forma de l’enzim.

• AMINOÀCIDS DE FIXACIÓ : responsables de la fixació de l’enzimal substrat, mitjançant enllaçosfebles.

• AMINOÀCIDS CATALITZADORS : responsables de provocar la ruptuadel substrat mitjançant enllaços forts.

El centre actiu els formen els aminoàcids de fixació i elscatalitzadors

El centre actiu d’un enzim

•Són una part molt petita del volum total de l’enzim

•Tenen una estructuratridimensional que facilita l’encaixamb el substrat.

•Estan formats per aminoàcids.

•Els radicals d’aquestsaminoàcids tenen afinitat pelsubstrat.

Els enzims són específicsHi ha 3 tipus d’especificitat :

• Especificitat absoluta : l’enzim reconeix solament unamolècula en concret. Exemple la ureasa actua sobre laurea.

• Especificitat de grup : l’enzim reconeix tot un grup demolècules. Exemple les lipases actuen sobre els lípids.

• Especificitat de classe: l’enzim reconeix un tipusd’enllaç. Exemple una hidrolasa actuarà en reaccionsd’hidròlisi.

verd = enzim lila = substrat

verd = enzim lila = substrat

Cada enzim té una temperatura òptima d’actuació i uns límits d’actuació. Per sota o per damunt d’aquests límits l’enzim no té activitat

LA TEMPERATURA

Per què esdesnaturalitzen elsenzims ?

La majoria d’enzims sónproteïnes amb estructuraterciària globular.

Les altes temperatures trenquen els enllaços de l’estructura terciària, l’enzim es tornainsoluble, precipita ideixa de fer la sevafunció. Aquest procés rep el nom de DESNATURALITZACIÓ.

Els enzims tenen un pH òptim d’actuació.I també uns límits de pH. Per sota o per sobre d’aquests límits l’enzim deixa d’actuar.

EL pH

Actuació d’un inhibidor

Els COFACTORS

Transportadors de grups químics

ATPNAD+

FAD NADP+

Co A

ATP : adenosin trifosfat

Actua coma molècula energètica, perquè és capaç d’emmagatzemar o cedir energia amb facilitat.

Quan l’ATP s’hidrolitza ( perd 1 grup fostat) es depren energia i es forma ADP

NAD + (nicotinamida-adenina-dinucleòtid )

Quan en NAD + accepta H + i 2e- es redueixQuan el NAD + cedeix H + i 2e- s’oxida.

Intervindrà en reaccions d’oxidació-reducció.ÉS UNA MOLÈCULA TRANSPORTADORA D’ELECTRONS

NADP+

(nicotinamida-adenina-dinucleòtid-fosfat)

Quan en NADP + accepta H + i 2e- es redueixQuan el NADP + cedeix H + i 2e- s’oxida.

Intervindrà en reaccions d’oxidació-reducció.ÉS UNA MOLÈCULA TRANSPORTADORA D’ELECTRONS

CoA (coenzim A)Molècula transportadora de grups químics, serveix per activar molècules.