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R EG U LA C IÓ N D E LA A C TI V ID A D REGULACIÓN ALOSTÉRICA MODIFICACIÓN COVALENTE REGULACION ALEOSTORICA Enzimas reguladoras • Son catalizadores biológicos, que además de las propiedades que caracterizan a las enzimas, presentan características que le confieren papeles reguladores del metabolismo. • Son enzimas que limitan la velocidad de las rutas metabólicas. • Regulan la actividad de toda la ruta; suele ser uno de los primeros que intervienen en la ruta y cataliza la reacción más lenta, es decir, la limitante de la velocidad. • Su actividad se ajusta a las necesidades de la célula. • Se regulan mediante modulación alostérica (no covalente, reversible) y por modificación covalente. • Tiene lugar una retroalimentación negativa: Generalmente la primera enzima determina la velocidad. El producto final bloquea la enzima reguladora. (regulación por producto final) CONTROL Enzimas alostéricas: proteínas con estructura cuarternaria, mas de un centro activo y catalitico, actividad regulada por modulares alostéricos, unión no covalente, cinéticas sigmoides, cooperativa. Cinéticamente no siguen el comportamiento catalítico de Michaelis Menten sino describe una curva sigmoidea lo que indica cooperatividad en la fijación del sustrato. SITIO ALOSTERICO: Región específica del enzima diferente del centro de fijación del sustrato (centro activo) Clase 8 Enzimas alostéricas monoméricas: ribonucleótido difosfato reductasa y piruvato UDP-N-acetilglucosamina trnasferasa, la mayoría son ologomericas La unión no covalente de una molécula a la enzima, en un sitio diferente del centro activo(sitio alosterico) provoca un cambio conformacional que modifica la afinidad de la enzima por el sustrato. El regulador alostérico puede ser activador o inhibidor ACTIVIDAD ENZIMÁTICA DE ENZIMAS ALOSTÉRICAS EFECTO, MODULADOR O MODIFICADOR ALOSTERICO Moléculas que regulan la enzima alostérica y que se fijan de manera no covalente a un “sitio alostérico” • Altera la afinidad de la enzima por su sustrato, modifica la actividad catalítica máxima de la enzima o ambas. • Los que inhiben la actividad enzimática, son efectores negativos (inhibidores) y los que la incrementan son efectores positivos (activadores). TIPOS DE EFECTORES ALOSTERICOS Efectores Homotrópicos: Molécula idéntica al sustrato o el propio sustrato que funciona como efector positivo. Cooperatividad. Curva sigmoidea (v0) contra (S). • Efectores Heterotrópicos: Diferente del sustrato. Retroalimentación: Generalmente es el producto final de una vía.(Alostérico propiamente dicho) Activador alostérico: favorece la unión del sustrato Inhibidor alostérico: impide la unión del sustrato ESTADOS CATALITICOS FORMA T FORMA R Posee una molécula inhibidora en su centro regulador. • Su actividad catalítica disminuye. Posee una molécula activadora en su centro regulador. • Su actividad catalítica aumenta. RETROALIMENTACION Modo general de cómo actúa una enzima • El cerebro percibe del medio exterior una situación de alerta. (En la salida o en un examen) • Se lo comunica a las glándulas suprarrenales, que se encuentran por encima de los riñones. • Las glándulas suprarrenales, producen adrenalina. • La adrenalina se vierte hacia la sangre y viaja hacia el corazón y los músculos. • Se incremente la frecuencia cardiaca y la presión arterial y en los músculos, el glucógeno almacenado se desdoble y produzca energía HORMONAS :ACTUAN POR MEDIO DE SEGUNDOS MENSAJEROS ALOSTÉRICOS MODIFICACION COVALENTE Algunas enzimas pasan de una forma menos activa a otra más activa uniéndose covalentemente a un grupo químico de pequeño tamaño como el Pi o el AMP. También se da el caso inverso, en el que un enzima muy activo se desactiva al liberar algún grupo químico. FOSFORILACIÓN Para que funcione la fosforilación es necesario que la enzima tenga disponible un grupo hidroxilo (- OH) perteneciente a una serina, una treonina o una tirosina (siendo más frecuente la serina) y estar colocada en una región que permita cambio conformacional de la enzima que trae como consecuencia su activación o inhibición. EFECTO DE LA MODIFICACIÓN COVALENTE SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA • En las enzimas de las vías degradativas del metabolismo, la forma fosforilada es más activa que la no fosforilada, mientras que en las vías biosintéticas ocurre lo contrario, la forma desfosforilada es la mas activa. ACTIVACION COVALENTE DE ZIMOGENOS Los ejemplos clásicos son las enzimas pepsina, tripsina y quimotripsina que se sintetiza como zimogenos inactivos: pepsinogeno, tripsinógeno y quimotripsinogeno respectivamente. Pepsinogeno--------------- pepsina + peptidos Tripsinogeno --------------------tripsina +hexapeptidos Quimotripsinogeno ----------------quimotripsina + 2 dipeptidos Estos zimogenos no ejercen actividad proteolitica mientras están en el interior de las células, generan la forma activa cuando son secretados al tracto gastrointestinal y es irreversible. Función de los zimógenos • Los zimógenos son utilizados en muchas reacciones biológicas, como en la digestión o en la coagulación sanguínea. • Las modificaciones que sufren los zimógenos son irreversibles, por lo que para poder detener las reacciones que llevan a cabo es necesario un inhibidor de la enzima a la que dan lugar. • Cabe destacar el ejemplo del tripsinógeno (zimógeno), que da lugar a la tripsina (enzima), que a su vez activa otros zimógenos. Para poder detener la activación de los zimógenos, debe secretarse un inhibidor de la tripsina para detener su acción. pH(ácido) enteroquinasa tripsina
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