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ENZIMASCuaderno de trabajo 2011
Servicio de GenticaHospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde
yLaboratorio de Bioqumica
Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Genticas, Neurolgicas y MetablicasDepartamento de Biologa Molecular y Genmica
Centro Universitario de Ciencias de la SaludUniversidad de Guadalajara
Laboratorio de Bioqumica y Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Genticas, Neurolgicas y Metablicas. Departamento de Biologa Molecular y Genmica. CUCS. Universidad de Guadalajara
Guillermo Prez-Garca, Martha Leticia Ornelas-Arana y cols.
Guadalajara, Jalisco, Mxico 14 de Febrero del 2011
Servicio de Gentica. Hospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde
EnzimasSon catalizadores biolgicos (son molculas que retardano acelaran una reaccin bioqumica).
A BEnzima
5
3TTAGGGRNA
DNA
Telmero
Protena
Telomerasa
AAUCCC
La naturaleza qumica de las enzimas, en su gran mayorason protenas, algunas son o contienen como parte de suestructura, cidos nuclicos (RNA).
aaaa
aaaa
aa
aa
aa
aa
aa
Ribosoma
Cadenapolipeptdica
aa
aa
aaaa
aaaa
aaaaaa
aaaa
aa
aaaa
aa
aaaa
aa
Enzima
aa
aa
aaaa
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aa
BIOSNTESIS DE LA ENZIMA
aa aaaa
aa
aa aaaa
aa
aa aaaa
aaaa aa
aaaa
aa aaaa
aa
aa aaaa
aa
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aaaa aa
aaaa aa aa
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aa aa aaaa
aa aa aaaa
aaaa aa
aaaa aa aa
aaaa
aa aaaa
aa
aa aaaa
aa
aa aaaa
aa
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aa
Enzima EnzimaEnzima
Enzima
aaaa
aaaa
aaaa aa
aa
aaaa
aaaa
aaaa
A B
E + S E.S E.P E + P
Enzima
Sustrato Producto
Sustrato
Producto
Sustrato Producto
ENZIMA. ESTRUCTURA
Sitio activo
Cofactor (NAD, FAD, FMN)Coenzima (vitaminas)Grupo prosttico (Fe, Zn, Co, Mg, Mn)
Sitioalostrico
Zn
aa
aa
aaaa
aaaa
aaaaaa
aaaa
aa
aaaa
aa
aaaa
aaNH3
COOH
aa
aa
aaaa
aaaa
aaZn
ENZIMA. CARACTERISTICAS
Se localizan dentro y fuera de la clula. Dentro de la clulase pueden localizar en cualquier parte, ejemplo: enzimas demembrana celular, enzimas mitocondriales, enzimas nucleares,enzima de retculo (RER o REL), enzimas de los lisosomas,enzimas ribosomales, etc. etc. etc.
Hay pequeas cantidades de enzimas, pero suficientes parallevar a cabo el metabolismo celular.
Son altamente especficas.
Requieren de un pH ptimo
Requieren de una temperatura ptima
Ncleo
Clula
A B C D E F GE1 E2 E3 E4
E5 E6
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LAS ENZIMAS SON ALTAMENTE ESPECFICAS
Buffer, pH 7 (pH ptimo)
Actividad enzimtica
pH
50%
100%
0%
EE
E
EE
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
S
S
Dietaprotenas
Colgena
Aminocidos
Colgena
Colgena
EstmagopH cido
PepsinaPepsingeno
Tripsinay
QuimotripsinaTripsina
yQuimotripsina
Esfago
Dudeno
Pepsina: pH ptimo 1
Tripsina: pH ptimo 7
Temperatura: 37 C(Temperatura ptima)
Actividad enzimtica
Temperatura grado centgrados
50%
100%
0%37 38 39 40 4128 29 30 31 32 33 34 35 36
EE
E
EE
Una persona con fiebre,por ejemplo de 40 grados,puede disminuir la actividadenzimtica, alterar el metabolismoy morir. Motivo por el cual es muyimportante bajar la temperatura
Cuando una persona se expone a temperaturas muy frias, por ejemplolas personas (alcohlicos) que sequedan dormidos en la calle, en inviernoy no estn abrigados, su temperatura corporal baja y las enzimas dejan defuncionar y la persona se muere por hipotermia.
Pero no todas las temperaturas bajaspueden destruir a las enzimas, ya quetemperaturas bajas hasta -170 gradosse pueden conservar tejidos comoembriones, vulos, espermatozoides,bajando la temperatura lentamente y bajo condiciones controladas.
EApoenzima(protena)
Holoenzima
Co
CoCoenzima
E
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HOLOENZIMA: APOENZIMA + COENZIMA
ISOENZIMA
Las isoenzimas, son enzimas que llevan a cabo la mismareaccin enzimtica, pero tienen una estructura distinta.
Enzima: creatinafosfo kinasa (CPK)
M
M
M M
B
B
B B
CPK MM
CPK BB
CPK MB
Creatina Creatina-P
ATP ADP
CPK
MM M B B BCPK MM CPK BB
CerebroMsculo Corazn
CPK MB
M: muscle
B: brain
ISOENZIMA
CLASIFICACIONDE LAS ENZIMAS
(UIB)
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1. OxidorreductasasCatalizan reacciones de
oxidaciones y reducciones
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Over The Hi L I L
2. TransferasasCatalizan la transferencia de
grupos como metilo, glucosilo de una molcula donadora a una
molcula aceptora
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3. HidrolasasCatalizan la ruptura hidroltica de los enlaces C-C, C-O, C-N, P-O
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4. LiasasCatalizan la ruptura de los enlaces
C-C, C-O, C-N y otros enlaces mediante la eliminacin, dejando
dobles enlaces, pero tambin agregan grupos a los enlaces
dobles.
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5. IsomerasasCatalizan cambios geomtricos o estructurales dentro de una sola
molcula
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6. LigasasCatalizan la unin de dos
molculas acopladas a la hidrlisis de un grupo pirofosforilo en el ATP o un nuclesido trifosfato similar.
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22
2
2 2 2
33
3
3 3 3
44
4
4 4 4
11
1
1 1 1
66
66
6 6 6
77
7
7 7
88
8
8 8
99
99
9 9 9
1010
10
10 10 10
1111
11
11 11
1212
12
12 12
1313
13
13 13
1414
14
14 14
1515
15
15 15
1616
16
16 16
1717
17
17 17
1818
18
18 18
2020
20
2121
21
1919
19
19 19 19
55
5
5 5 5
AA A
A A A
BB
B B
B B B
OO O
HO HO HO
OH
CC
C
OO
OOH
O O
CH3CH3
CH3
CC
C
C C
DD
D
D D
2
34
1
6 7
89
10
1112
13
14 15
1617
1820
21
19
5A B
HO
C O
CH3
C D
Pregnenolona
Progesterona 17--Hidroxiprogesterona Androstenediona Testosterona
17--Hidroxipregnenolona Dehidroepiandrosterona Androstenediol
Colesterol
20,22, desmolasa
17--hidroxilasa 17,20-liasa17-hiroxiesteroide
deshidrogenasa
17-hiroxiesteroidedeshidrogenasa 5-reductasa
Aromatasa
16-hidroxilasa
21-hidroxilasa 21-hidroxilasa
11-hidroxilasa
18-hidroxilasa
11-hidroxilasa
Aromatasa
17,20-liasa17--hidroxilasa
3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa
3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa 3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa
3--hidroxiesteoidedeshidrogenasa y 5,4 isomerasa
2
34
1
6 7
89
10
1112
13
14 15
1617
18
20
21 22
23
2425
26
2719
5A B
HO
C D
17--Estradiol (E )2
6 7
89
10
1112
13
14 15
1617
18
5A B
HO
OH
C D6 7
89
10
1112
13
14 15
1617
1820
21
21
19
5B
C O
CH OH2
CH OH2
C D
11-Desoxicorticosterona
2
3 4
1
6 7
89
10
1112
13
14 15
1617
1820
21
19
5A B
O
C OOH
CH OH2
CH OH2
C D
11-Desoxicortisol
2
3 4
1
7
7
8
8
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
5A
O
OH
OH
C
C
D
D
2
2
3
3
4
4
1
1
6 7
89
10
1112
12
13
14 15
1617
17
18
18
20
20
19
5
A
A B
O
O
C
CC
O
OO
HO
HOH
CH OH2
C D
Corticosterona
2
3 4
1
6 7
89
10
1112
13
14 15
1617
1820
21
19
5A B
O
C O
HO OH
C D
Cortisol
2
3 4
1
6
910
19
5A B
HO
Dihidrotestosterona
7
8
1112
13
14 15
1617
18OH
C D
Estriol
Estrona (E )1
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
5
5
A
A
B
B
OH
OH
O
C
C
D
D
-
2
3 4
1
6 7
89
10
11 13
14 15
16
19
5A B
O
C D
Aldosterona
2
3 4
1
6 7
89
10
11 13
14 15
16
19
5A B
O
C D
Aldosterona
ENZIMAS QUE PARTICIPAN EN LASNTESIS DE HORMONAS ESTEROIDES
Km = la cantidad de sustratoque es necesaria para alcanzarla mitad de la velocidad mxima
Km Constante de Michaelis
Buffer de pH 7Temperatura 6.5 CTiempo 5 minutos
In vitroClula
SS
SS
SS
SS
E E
E E
E
PE P
E S
S
E+S E.S E.P E+PN
100%100%
100%100%
50%50%
50%50%
0%0%
0%0%
Vmx Vmx
VmxVmx
Vmx Vmx
Vmx Vmx
[S]% de actividad enzimtica[S mmol/l]% de actividad enzimtica
[S]% de actividad enzimtica[S]% de actividad enzimtica Km=10Km=10
Km=17
Km = normal Km = alta
Km = baja
Km=17
Km=26
Km=26
2 2
2 2
1010
1010
2020
2020
3030
3030
4040
4040
5050
5050
6060
6060
7070
7070
9090
9090
100100
100100
8080
8080
Laboratorio de Bioqumica y Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas. Departamento de Biologa Molecular y Genmica. CUCS. Universidad de Guadalajara
Servicio de Gentica. Hospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde
A
B
C
Enzima
S
I
Enzima S
Enzima
P
Enzima P
I
Inhibidorcompetitivo
Inhibidorno competitivo
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INHIBIDORESENZIMTICOS
Enzima
S
I
I
I
I
I I
II
I
I I
Enzima Bloqueo de lareaccin enzimtica
Inhibidorcompetitivo
I
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INHIBIDORES COMPETITIVOS
Enzima Enzima
S
S
I
I
I
I
I II
I
I
Inhibidorno competitivo
Bloqueo de lareaccin enzimtica
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INHIBIDORES NO COMPETITIVOS
Ferroquelatasa(enzima)
Plomo (Pb)(inhibidor)
Ferroquelatasa(enzima)
Protoporfirina Hem Globina
Hem-GlobinaHem-GlobinaHem-GlobinaHem-Globina
Fe
Hemoglobina
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Autores
Martha Leticia Ornelas-Arana Dra. en C. Gentica Humana Profesor de Bioqumica, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Guillermo Prez Garca Dr. en C. Gentica Humana Jefe del Servicio de Gentica, Antiguo Hospital Civil de Guadalajara Fray Antonio Alcalde. Jefe del Laboratorio de Bioqumica, Departamento de Biologa Molecular y Genmica del Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Coordinador del Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Rosalinda Mariscal-Flores Dra. en C. Ciencias de la Salud Directora Preparatoria No. 16, SEMS, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Nohem Martha Martnez-Zendejas Maestra en Pedagoga Profesora del Laboratorio de Bioqumica, Departamento de Biologa Molecular y Genmica del Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Guillermo Prez Ornelas Estudiante, Preparatoria No. 5, SEMS Universidad de Guadalajara Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas, CUCS, UDG. Simn Quetzalcatl Rodrguez Lara Carrera de Medicina Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas Carlos Gerardo Prez Morales Profesor Preparatoria No. 16, SEMS, Universidad de Guadalajara. Cuerpo Acadmico UDG-CA-80 Enfermedades Metablicas
Pgina 1Pgina 2Pgina 3Pgina 4Pgina 5Pgina 6Pgina 7Pgina 8Pgina 9Pgina 10Pgina 11Pgina 12Pgina 13Pgina 14Pgina 15Pgina 16Pgina 17Pgina 18Pgina 19Pgina 20Pgina 21Pgina 22Pgina 23Pgina 24Pgina 25Pgina 26Pgina 27Pgina 28Pgina 29