1 / 60

CINÈTICA ENZIMÀTICA

CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA. CINÈTICA ENZIMÀTICA. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS. Són proteïnes. Tenen un gran poder catalític. Són molt específics. Funcionen en solucions aquoses.

makoto
Download Presentation

CINÈTICA ENZIMÀTICA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA CINÈTICA ENZIMÀTICA REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA

  2. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Són proteïnes Tenen un gran poder catalític Són molt específics Funcionen en solucions aquoses Funcionen a pH i temperatures fisiològiques Es poden regular El procés de catàlisi no els altera

  3. Carboni proquiral

  4. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Aplicacions mediques Deficiencia o absència d’enzims Excessiva activitat d’algun enzim Diagnostic de malalties Aplicacions industrials Química i farmaceutica Alimentació Neteja (proteases i lipases)

  5. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Alguns enzims per a ser actius necessiten components no proteics anomenats cofactors Ions inorganics Cofactors Coenzims (molècules orgàniques o metaloorgàniques) Grups prostetics (units fortament a la part protèica) Coenzims Cosubstrats Holoenzim : proteïna + cofactor (cataliticament actiu) Apoenzim : part proteica del holoenzim (cataliticament inactiu)

  6. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Metal ions Enzymes Cu2+ Cytochrome oxidase Zn2+ Carbonic anhydrase Mg2+ Hexokonase, pyruvate kinase K+ Pyruvate kinase Coenzymes Enzymes Thiamine pyrophosphate (TPP) Pyruvate dehydrogenase Flavin adenine dinucleotide (FAD) Succinate dehydrogenase Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) Alcohol dehydrogenase Coenzyme A (CoA) Acetil-CoA carboxylase Pyridoxal phosphate (PLP) Aspartate aminotransferase 5’-Deoxyadenosylcobalamin (Vitamin B12) Metilmalonil-CoA mutase Biotin Propionyl-CoA carboxylase Tetrahydrofolate (THF) Thymidylate synthase

  7. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Isoenzims: proteines diferents que catalitzen la mateixa reacció Estan codificats per gens diferents Lactat deshidrogenasa

  8. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Nomenclatura dels enzims Tradicionalment reben el nom del substrat amb el sufix -asa afegit Exemples : Ureasa, fosfatasa En alguns casos el nom no esta relacionat ni amb el substrat ni amb la reacció catalitzada Exemples : Catalasa, tripsina, pepsina International Comission on Enzymes (1956) Organisme encarregat d’establir les bases de la nomenclatura enzimàtica

  9. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS Es divideixen en sis classes depenent de la reacció que catalitzen Dins de cada classe hi ha subclasses

  10. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS A la classe i les subclasses se’ls hi assigan un número A cada enzim li correspón un numero de 4 digits precedit per les lletres EC (Enzyme Comission) EC:1.2.3.4

  11. És una transferasa Catalitza la transferencia de grups fosfat EC: 2. 7. 1. 2. L’acceptor del grup fosfat és un grup OH El grup OH està unit al C6 de la glucosa Nom sistemàtic Nom comú Número EC ATP:D-glucosa-6-fosfotransferasa Glucokinasa EC:2.7.1.2. ATP:D-hexosa-6-fosfotransferasa Hexoquinasa EC:2.7.1.1. CARACTERÍSTIQUES DELS ENZIMS ADP + D-Glucosa-6-fosfat ATP + D-Glucosa

  12. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Els enzims no modifiquen l’equilibri de les reaccións Els enzims augmentan la velocitat d’una reacció disminuint l’energia d’activació

  13. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Durant la catàlisi els enzims formen un complex amb el substrat Centre actiu És el lloc on s’uneix el substrat i on es produeix la catàlisi Esta format per aminoàcids que poden estar molt allunyats a l’estructura primaria Esta situat a la superfície dels enzims formant un solc Conté aminoàcids que uneixen el substrat i aminoàcids catalítics

  14. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Teoria del pany i la clau (Emil Fischer, 1894) Teoria de l’acoblament induit “induced fit” (Koshland)

  15. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Els centres actius són complementaris a l’estat de transició

  16. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Catàlisi àcid base general Una molècula diferent de l’aigua (aminoàcid) actua com a donador o acceptor d’un protó durant la catàlisi Catàlisi covalent Durant la reacció es forma un enllaç covalent temporal entre un grup del centre actiu de l’enzim i el substrat. Catàlisi metàl·lica Es aquell tipus de catàlisi on hi participa un ió metàl·lic present al centre actiu que generalment estabilitza carregues negatives

  17. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Cadenes laterals que poden actuar en la catàlisi àcid base general

  18. MECANISMES D’ACCIÓ ENZIMÀTICA Catàlisi covalent

  19. CINÈTICA ENZIMÀTICA Mesura de la velocitat o activitat enzimàtica Es mesura la formació de producte o la desaparició de substrat en funció del temps E S P Llei de Lambert-Beer A = ecl Espectrefotòmetre

  20. E + S ES E + P CINÈTICA ENZIMÀTICA k1 k2 k-1 En cinètica enzimatica sempre es mesura la velocitat inicial

  21. CINÈTICA ENZIMÀTICA Unitats d’activitat enzimatica mmols/min Una unitat internacional es la quantitat d’enzim que catalitza la transformació d’un mmol de substrat en un minut Activitat específica És l’activitat d’un enzim dividida pels mg de proteïna (mmols/min·mg) L’activitat especifica augmenta durant la purificació d’un enzim

  22. CINÈTICA ENZIMÀTICA La velocitat de la reacció és proporcional a la concentració d’enzim

  23. E + S ES E + P CINÈTICA ENZIMÀTICA Hipotesi de l’estat estacionari En condicions de v0 la concentració del complex ES es manté constant v0 = k2 [ES] Equació de Michaelis-Menten Vmax[S] v0 = Km + [S] k1 k2 k-1 k-1 + k2 Km = k1

  24. k1 k2 v0 = k2 [ES] E + S ES E + P k-1 Es pot afirmar que: [E] = [Et] - [ES] i [Et] << [S] Velocitat de formació del complex ES = k1[E][S] Velocitat de desaparició del complex ES = K-1[ES] + k2[ES] A l’estat estacionari la [ES] no varia i els dos termes es poden igualar k1[E][S] = k-1[ES] + k2[ES] CINÈTICA ENZIMÀTICA Hipòtesi de l’estat estacionari En condicions de v0 la concentració del complex ES es manté constant k1 [S] ([Et] - [ES]) = k-1[ES] + k2[ES] k1[Et][S] - k1[ES][S] = (k-1 + k2)[ES]

  25. k1[Et][S] dividim numerador i denominador per k1 [ES] = k1[S] + k-1 + k2 [Et][S] el terme (k-1 + k2)/ k1 l’anomenem Km [ES] = [S] + (k-1 + k2)/ k1 [Et][S] com que v0 = k2 [ES] [ES] = Km + [S] k2[Et][S] finalmet substituim k2[Et] per Vmax v0 = Km + [S] Vmax[S] v0 = Km + [S] CINÈTICA ENZIMÀTICA Hipòtesi de l’estat estacionari k1[Et][S] = k1[ES][S] + (k-1 + k2)[ES] k1[Et][S] = (k1[S] + k1 + k2)[ES]

  26. Vmax (Km + [S]) 2Vmax[S] = VmaxKm + Vmax[S] 2Vmax[S] = VmaxKm 2Vmax[S] – Vmax[S] = VmaxKm Vmax[S] Km [S] = = CINÈTICA ENZIMÀTICA Vmax Vmax[S] = 2 Km + [S] La Km és la concentració de substrat on V0 es igual Vmax/2 La Km és una mesura de l’afinitat entre enzim i substrat

  27. Vmax[S] v0 = Km + [S] Km + [S] 1 = v0 Vmax[S] Km [S] 1 = + v0 Vmax[S] Vmax[S] Km 1 1 1 = + v0 Vmax [S] Vmax Eqüació de Lineweaver-Burk CINÈTICA ENZIMÀTICA

  28. CINÈTICA ENZIMÀTICA Inhibidors reversibles S’uneixen a l’enzim a traves d’interaccions no covalents Inhibidors competitius Inhibidors reversibles Inhibidors no competitius Inhibidors irreversibles S’uneixen a l’enzim a traves d’un enllaç covalent

  29. CINÈTICA ENZIMÀTICA Inhibició competitiva L’inhibidor s’uneix al centre actiu del enzim L’inhibidor i el substrat no estan mai units a l’enzim al mateix temps

  30. [I] 1 Km (app) Km + = Ki CINÈTICA ENZIMÀTICA Augmenten la Km sense modificar la Vmax

  31. CINÈTICA ENZIMÀTICA Inhibició no competitiva L’inhibidor s’uneix a un lloc diferent del centre actiu del enzim Es forma un complex ESI no productiu Disminueixen la concentració d’enzim lliure

  32. Vmax [I] 1 Vmax (app) + = Ki CINÈTICA ENZIMÀTICA Els inhibidors no competitius disminueixen la Vmax i no modifiquen la Km

  33. CINÈTICA ENZIMÀTICA Inhibidors irreversibles En la inhibició irreversible la inactivació de l’enzim és temps depenent No es pot revertir per diàlisi o dilució de la mescla enzim-inhibidor

  34. CINÈTICA ENZIMÀTICA Inhibidors suïcides Depenen de l’acció catalítica de l’enzim per a convertir-se en inhibidors Es genera un grup molt reactiu que forma un enllaç covalent amb algun grup funcional proper del centre actiu de l’enzim La penicil·lina és un inhibidor suïcida de la glicoproteïna peptidasa

  35. CINÈTICA ENZIMÀTICA Efecte del pH sobre l’activitat enzimàtica La ionització de determinats grups de l’enzim o del substrat poden afectar l’activitat

  36. CINÈTICA ENZIMÀTICA Efecte de la temperatura sobre l’activitat enzimàtica Per sota de 40ºC predomina l’augment de la velocitat amb la temperatura Per sobre dels 40ºC predomina la desnaturalització tèrmica dels enzims

  37. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Regulació de la concentració dels enzims dins de la cèl·lula Síntesi Degradació Modulació de l’activitat dels enzims Efectors al·lostèrics Modificació covalent reversible (fosforilació) Interacció amb altres proteïnes Modificació covalent irreversible (proteòlisi) Localització subcel·lular

  38. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Efectors al·lostèrics

  39. Regulació de l’ATCasa (aspartat-transcarbamoïlasa)

  40. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Modificació covalent reversible

  41. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Ubiquitinació i fosforilació

  42. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Ubiquitina i els seus residus Lys

  43. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Formes d’ubiquitinació

  44. ATP ADP P Pi REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Proteïna quinasa Proteïna fosfatasa Regulació reversible per fosforilació

  45. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA The Human Kinome

  46. Consensus phosphorylation sites: specificity motifs Protein kinase Sequence CaM XRXXS/T S(P)XXS/T CK1 S/TXXE/DX CK2 KRXXS PKA GSK3 SXXXS(P) K/RS/TP CDK2 Phosphorylase kinase K/RXXSV/I K/RXXS/T PKC EGF receptor XE/DYI/L/V

  47. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA Interacció amb altres proteïnes (proteïnes moduladores) L’AMPc activa la proteïna quinasa A (PKA) La concentració intracel·lular d’AMPc augmenta en resposta a algunes hormones L’AMPc és un missatger secundari

More Related