FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

1. FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS E.A.P MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA DOCENTE: Dr. StebanIlichZerpa INTEGRANTES • Jara Carranza, Jacqueline • Luján Sifuentes, Carlos • Julca León, Gina • Mantilla Germán, Fiorella • Mendoza Mendoza, Gabriela • León Matos, Ana Isabel • Micha Burgos, Jorge Luis • LeytónMóstiga, Olenka • Mundaca Rafael, Jorge • Lucas Segura, Natali

2. PROTEÍNAS

3. Definición: • Son las macromoléculas más versátiles que se conocen. • Son polímeros lineales constituidos a partir de monómeros llamados aminoácidos.

4. Características: • Contienen un amplio surtido de grupos funcionales, los cuales son responsables del amplio espectro de funciones que presentan las proteínas. • Se encuentran formadas únicamente por aminoácidos L. • Pueden intercambiar entre sí y con otras macromoléculas biológicas para formar asociaciones complejas. • Algunas proteínas son muy rígidas, funcionando como elementos estructurales; otras manifiestan una flexibilidad limitada, facilitándoles el ensamblaje y la formación de unidades complejas.

5. Funciones: • La función de una proteína es directamente dependiente de su estructura tridimensional. Pudiendo funcionar como: • Catalizadores. • Moléculas transportadoras y de almacén de otras moléculas. • Brindan apoyo mecánico. • Brindan protección inmunológica. • Generan movimiento. • Transmiten impulsos nerviosos. • Controlan el crecimiento y la diferenciación.

6. Estructura: Estructura Primaria • Se encuentra formada por una secuencia de aminoácidos enlazados mediante la unión del grupo -carboxilo de un aminoácido al grupo -amino de otro aminoácido por medio de un enlace peptídico. • Es importante porque nos permite conocer el mecanismo de acción de una proteína, así como determinar su estructura tridimensional.

7. Estructura Secundaria • Se aprecia en el plegamiento de las cadenas polipeptídicas en estructuras regulares como la hélice alfa, la hoja plegada beta, los giros  y los bucles . • Los responsables de estos plegamientos en las proteínas son los enlaces puentes de hidrógeno que se forman entre los grupos R de los diversos aminoácidos.

8. EstructuraTerciaria • Es una característica de las proteínas solubles en agua. Es una estructura compacta con un núcleo no polar. • Las cadenas polipeptídicas se pliegan, de modo que sus cadenas hidrofóbicas laterales estén en el interior y sus cadenas polares, cargadas, estén en la superficie.

9. Estructura Cuaternaria • Se refiere al ordenamiento espacial de las subunidades y la naturaleza de sus interacciones. • Las cadenas polipeptídicas se pueden ensamblar en estructuras de múltiples subunidades, formando complejos moleculares.

10. LOS ENLACES QUÍMICOS • Los enlaces químicos permiten la interacción entre los átomos. • Se clasifican en: • ENLACES COVALENTES: • Son los enlaces más fuertes que están presentes en los compuestos bioquímicos. • Consiste en un par de electrones que se comparten entre átomos adyacentes. • Se debe gastar una cantidad considerable de energía para romper los enlaces covalentes. • Se puede compartir más de un par de electrones entre dos átomos para formar un enlace covalente múltiple.

11. ENLACES NO COVALENTES: • Son más débiles que los covalentes, pero son esenciales para los procesos bioquímicos, tales como la formación del doble helicoide. • Los tipos fundamentales de enlaces covalentes son: • INTERACCIONES ELECTROSTÁTICAS: • Un grupo cargado de una molécula puede atraer a otro grupo con carga opuesta de otra molécula. • La energía de una interacción electrostática viene dada por la Ley de Coulomb: • Por convención, se considera que la interacción atrayente tiene una energía negativa. E= kq1q2/Dr2

12. PUENTES DE HIDRÓGENO: • Son los responsables de la formación de los pares de bases específicos de la doble hélice del ADN. • El átomo de hidrógeno está parcialmente compartido entre dos átomos relativamente electronegativos. • Son mucho más débiles que los enlaces covalentes. • Son responsables de muchas de las propiedades del agua. • INTERACCIONES DE VAN DER WAALS: • La distribución de cargas no es perfectamente simétrica. • Las energías asociadas con las interacciones de van derWaals son bastante pequeñas.

13. El esta reacción, el equilibrio esta mas desplazada hacia la hidrólisis que hace a síntesis, por ello la biosíntesis de los enlaces peptídicos requeridos un aporte de energía libre. Lo cual los enlaces peptídicos son muy estables cinéticamente, la vida de un enlace peptídicos en disolución acuosa en ausencia de un catalizador es cercana a los 1000 años. EL AGUA EN REACCIONES ENZIMATICAS

14. -Son catalizadores biológicos -Moléculas de gran interés que determinan la pauta de las transformaciones químicas. -Intervienen en la transformación de un tipo de energía otra. ENZIMAS

15. Podercatalítico: Tiene lugar en el centroactivo de la enzima, muy eficaces en catalizar muchas reacciones químicas • Especificidad: Capacidad de unirse específicamente a un gran numero de moléculas. CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS

16. Enzima que no puede llevar a cabo su acción catalítica desprovista de los cofactoresnecesarios • Esta enzima esta catalíticamente inactiva, hasta que se le une el cofactor adecuado. ENZIMA SIN COFACTOR =APOENZIMA APOENZIMA

17. -Es la enzima completamente activa catalíticamente. APOENZIMA +COFACTOR =HOLOENZIMA *Cofactor: Moléculas indispensables en la actividad catalítica de la enzima, tipos: -Iones metálicos -Coenzimas HOLOENZIMAS

18. ENERGÍA LIBRE

19. Hay dos conceptos básicos sobre la energía libre: • La diferencia de energía libre ( G); relación entre los reactantes y los productos que determina si la reacción será espontánea. • La energía requerida para iniciar la reacción, esta propiedad determina la velocidad.

20. VARIACIÓN DEL “G”

21. CINÉTICA ENZIMÁTICA

23. Constante de Michaelis – Menten (Km)

25. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA • TIEMPO DE INCUBACIÓN Velocidad puede disminuir: -por agotamiento de substrato - desnaturalización de la enzima

26. CONCENTRACIÓN DE ENZIMA Cuando el substrato se encuentra en exceso, a concentraciones saturantes, la velocidad de reacción en proporcional a la concentración de la enzima.

27. CONCENTRACIÓN DEL SUBSTRATO (C.S) Efecto de la concentración del substrato sobre la velocidad de la reacción enzimática.

28. EFECTO DEL PH Curvas de la actividad de las fosfatasas con las variaciones del PH. La curva de la actividad de las enzimas con el pH presenta generalmente una forma a campanada. • EFECTO DE LA TEMPERATURA La temperatura óptima es el resultado de dos procesos: el incremento de la velocidad de reacción, con la temperatura y el incremento de la desnaturalización térmica de la enzima. La mayor parte de la enzima se inactiva a temperaturas superiores 55-60º. Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática.

29. Relaciona la velocidad de catálisis con la concentración de sustrato. Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadas enzimáticamente ocurren en dos etapas: En la primera etapa se forma el complejo enzima-sustrato En la segunda, el complejo enzima-sustrato da lugar a la formación del producto, liberando el enzima libre: MODELO DE MICHAELIS MENTEN

30. ECUACIÓN DE MICHAELIS MENTEN Modelo de la Reacción • v1 = k1 [E] [S] • v2 = k2 [ES] • v3 = k3 [ES] Se obtiene la ecuación de MichaelisMenten:

31. Está ecuación explica: • Sustrato mucho menor que Km la velocidad es directamente proporcional a la concentración del substrato. • Sustrato mucho mayor que Km V=Vmax

32. La velocidad máxima (Vmáx): • Es la velocidad cuando todos los centros activos están ocupados con sustrato. Se la considera como una velocidad teórica, pues nunca es alcanzada en la realidad.

33. Kcat/Km es una medida de la eficacia catalítica, por lo que permite comparar enzimas. A mayor valor de Kcat/Km, más eficaz será el enzima • A [S] bajas ([S]<<KM) la mayor parte de la enzima se encuentra libre ([ET] ≅[E]) y entoncescon lo que kcat/KM pasa a ser una constante de velocidad para la reacción entre el sustrato y la enzima libre. Esta relación es importante ya queproporciona una medida directa de la eficiencia y la especificidad de la enzima. Muestralo que una enzima y el sustrato pueden realizar cuando se dispone de lugaresenzimáticos abundantes, y permite una comparación directa de la eficacia de unaenzima respecto a distintos sustratos. • kcat/KM tiene un valor límite dado por la teoría de la difusión de 108 a 109 (mol/L)-1s-1. • Permite comparar eficiencia de una enzima con diferentes sustratos • Un ejemplo de esto es la triosa fosfato isomerasa con kcat/KM=2,4x108 (mol/L)-1s-1.

34. P Q B A catálisis E EA EAB EPQ EQ E A B P Q EA EQ E EAB EPQ E EB EP B A Q P P A B Q EA EP E EB EQ E E SUSTRATOS MÚLTIPLES EN LAS REACCIONES BIOQUÍMICAS • La mayor parte de las reacciones en los sistemas biológicos incluyen normalmente dos sustratos y dos productos y se representa mediante la reacción bisustrato: • Las reacciones de múltiples sustratos se dividen en dos clases: DESPLAZAMIENTO SECUENCIAL: Todos los sustratos se unen al enzima antes de que se libere cualquier producto. consecuentemente, se forma un complejo ternario entre la enzima y ambos sustratos. • MECANISMO SECUENCIAL ORDENADO: entra el primer sustrato y luego el segundo; sale el primer producto y luego el otro. • b) SECUENCIAL AL AZAR: cualquiera de los 2 sustratos puede entrar primero y cualquiera de los 2 productos puede salir primero. II)REACION DE DOBLE DESPLAZAMIENTO (Ping-pong):uno o mas productos se liberan antes de que todos los sustratos se unan al enzima. La característica definitiva de estas reacciones es la existencia de un intermediario del enzima sustituido, en el cual la enzima se modifica temporalmente. • Mecanismo ping-pong: la enzima reacciona con el primer sustrato entrega el primer producto, toma el segundo sustrato y entrega el segundo producto.

35. Inhibición: Es la disminución de la actividad de un enzima por la presencia de un inhibidor. • Inhibidor: Son moléculas o iones que se unen a la enzima y la hacen disminuir su velocidad. INHIBICIÓN ENZIMATICA

36. INHIBICION REVERSIBLE: • Hay una rápida disociación del complejo enzima_inhibidor. • Se caracterizan por su constante de equilibrio (Ki). • Hay 2 tipos : • Competitiva • No competitiva TIPOS DE INHIBICIÓN

37. El inhibidor compite por el centro activo con el sustrato. Aumenta el valor de [I], incrementa el valor del Km. Alcanza la Vmax , al incrementar la cantidad de sustrato que llega a superar la inhibición. INHIBICION REVERSIBLE COMPETITIVA

38. El sustrato se puede unir al complejo enzima_inhibidor. • No cambia el valor del Km . • Vmax disminuye. • No se puede superar si se • incrementa la concentración • del sustrato. INHIBICION REVERSIBLE NO COMPETITIVA

39. 2. INHIBICIÓN IRREVERSIBLE • El inhibidor queda unido fuertemente a la enzima. • Algunos son importantes fármacos como: la penicilina y la aspirina. • Los inhibidores irreversibles se dividen en 3 categorías: • Reactivos específicos de grupo • Análogos de sustrato • Inhibidores suicidas

40. Reactivos Específicos: • Reaccionan con un grupo R específicos de aminoacidos. • El DIPF modifica 1 de los 28 aminoacidos “tripsina”

41. Son moléculas que tiene parecida estructura al sustrato, que modifican los residuos del centro activo de la enzima. Marcadores de afinidad: • Sustratos Suicidas: • Modifican al centro activo de la enzima. • El inhibidor se une a la enzima y se transforma. • N, N –dimetilpropargilamina es un ejemplo de ello.

42. Es un antibióticoqueconsta de un anillo de tiazolidinafundido a un anilloß-lactámico (muylábil), al cual se une un grupo R variable, mediante enlace peptídico. LA PENICILINA

43. ¿ Como inhibe la penicilina el crecimentobacteriano? El peptidoglicano de la pared celularconsta de cadenas de polisacáridoslinealesentrecruzados con péptidoscortos. La penicilinainhibe la transpeptidasaresponsable del entrecruzamientobloqueándolo. Entonces la transpeptidasa se inhibeirreversiblemente y no hay síntesis de pared celular. • La penicilinaactúacomoinhibidorsuicida.

44. Son moléculasorgánicasnecesarias en pequeñascantidades en la dieta. • Su deficienciapuedegenerarenfermedades. • Se clasifican en: * vitaminashidrosolubles * vitaminasliposolubles LAS VITAMINAS SON CON FRECUENCIA PRECURSORAS DE LOS COENZIMAS