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ENZIMA: Es una macromolécula que funciona como un catalizador biológico capaz de acelerar una reacción química sin formar parte de los productos finales ni desgastarse en el proceso. Las enzimas solo catalizan reacciones determinadas (que se van a dar). Algunas son especificas para un sustrato, pero algunas veces pueden actuar sobre sustancias distintas, pero que sean homologas y que catalicen la misma función. Tienen especificidad para distinguir selectivamente entre diferentes sustancias, aun entre isómeros ópticos como la glucoquinasa que fosforila la D-glucosa, pero no la L-glucosa. Actuan disminuyendo la energía de activación de una reacción. (hay excepciones como las ribosimas del ARN que no son proteinas). PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS ➢ Esta presentes en pequeñas cantidades y producen grandes efectos (alta actividad). ➢ No sufren alteraciones irreversibles en el curso de la reacción, cada molécula puede participar en muchas reacciones individuales, (se recuperan inalteradas al final del proceso de catálisis). ➢ No tienen efecto sobre la termodinámica de la reacción, no determinan si una reacción se va a producir o no, lo único que hacen es aumentar la velocidad de una reacción que es termodinámicamente favorable, es decir que se va a producir. ➢ Son extremadamente específicas, una enzima va a catalizar una reacción y no otra, se dice que tienen especificidad de sustrato (reactivo), existe una enzima específica para cada sustrato. ➢ Pueden requerir la participación de estructuras no proteicas, que participan de manera importante en la función de la enzima. Estas estructuras no proteicas se denominan cofactores, y pueden ser inorgánicos (metales) u orgánicos (coenzimas). Hay cofactores que ayudan a las enzimas a catalizar la reaccion. los organicos se denominan coenzimas y la mayoria de ellas son vitaminas
COMPOSICION QUIMICA DE LAS ENZIMAS
Proteina Simple : por hidrolisis solo generan aminoacidos. Ej.: Hidrolasas. Proteina Conjugada : Formada por la apoproteina (parte proteica) y el grupo prostético(cofactor) metal Ej.: metaloenzimas. Complejo Holoenzima : Apoenzima (termolábil) es parte proteica y coenzima a una molecula pequeña, termoestable y muy pequeña como las vitaminas (cofactor) Ej.: enzima transaminasas Metaloenzimas mas importantes: ➢ Enzimas con Fe: catalasa, peroxidasa y citocromos. ➢ Enzimas con Cu: tirosinasa, acido ascorbico oxidasa. ➢ Enzimas con Zn: anhidrasa carbonica. ➢ Enzimas con Mo: xantino oxidasa. ➢ Enzimas con Mg: enzimas quinasas. ➢ Enzimas con Mn: acetil-CoA carboxilasa. ➢ Enzimas con K: piruvato quinasa. ➢ Enzimas con Ni: ureasa. CLASIFICACION : 6 CLASES y estas a su vez en SUBCLASES luego en SUBSUBCLASES y por ultimo en ORDEN Nomenclatura Internacional (IUB) : cuatro números. Ej.: EC 1. 1. 1. 27 , es la Lactato Dehidrogenasa. Las 6 CLASES principales son :
- - OXIDO – REDUCTASAS : Reaccionesde oxidoreduccion. Asociadas a coenzimas. Son las deshidrogenasas, recustasa, oxidasa, oxigenasa, peroxidasa. Ej lactato-deshidrogenasa.
- – TRANSFERASAS: Transfieren grupos deatomos (amina, carboxilo, carbonilo, metilo, asilo, glicosilo, fosforilo). Ej. Amino transferasas o transaminasas.
- – HIDROLASAS: Rompen enlaces C-O, C-N, C-S y O-P por adicion de agua. Ej: acetilcolinesterasa, ribonucleasa.
- – LIASAS: Rompen uniones C-C, C-S y C-N (excepto uniones peptídicas). Ej descarboxilasas,deshidratasas, aldolasas.
- – ISOMERASAS: Interconviertes isómeros. Ej. fosfoglucoisomerasa
- - SINTASAS O LIGASAS : Unen 2 moleculas acoplada con la hidrolisis de un enlace de alta energía. Ej. Glutamina sintetasa.
el sustrato ingresa en el sitio activo de la enzima, forma complejo enzima sustrato, se modifica el sustrato, este se libera y la enzima queda excatamente igual que antes FUNCION : Las enzimas son catalizadores biologicos, que aumentan millones de veces la velocidad de las reacciones quimicas al disminuir la energia de activacion, pero: ✓ No afectan la Kc ( no pueden cambiar el sentido de la reacción). No afectan la constante de la reaccion. es decir hacen que la reaccion aumente de la velocidad pero no pueden hacer que cambie la DIRECCION de la reaccion ✓ No modifican el deltaG (no pueden hacer espontánea una reaccion química que no lo es). No modifican el delta g de la reaccion (la energia quimica). Una reaccion que no se puede dar, la enzima no puede modificar el delta g solo modifica la velocidad en que se puede dar la reaccion ✓ No se modifican ellas mismas, apareciendo inalteradas al final de la reaccion química. E + S= ES= E + P CARACTERISTICAS especificidad con un sustrato, afinidad y actividad tiene que estar la enzima activa para catalizar la reacción ESPECIFICIDAD: Es la capacidad de una enzima de “reconocer” a su sustrato, esta capacidad depende del sitio activo de la enzima. SITIO ACTIVO EJEMPLO: las transaminasas que estan en el higado y musculo reconocen un sustrato determinado para obtener el producto. LTH: cataliza el pasaje de lactato a piruvato. TIENE UN SITIO DE UNION: es el sitio donde ingresa el sustrato Y UN SITIO CATALITICO: donde se produce la reacción catalítica. Teorias que explican el funcionamiento del sitio activo: A)- Modelo de Fischer o Teoria del encaje reciproco: el sustrato es reconocido por la enzima porque encaja perfectamente en el sitio activo. encajan de forma perfecta en el centro activo como encaja la llave de la cerradura. B)- Modelo de Koshland o Teoria del encaje inducido: no encajan
la km ideal es la que tenga mayor afinidad corresponde al sustrato fisiologico. siemore es la KM menor. perfectamente sino que tiene una determinada forma el sustrato y la enzima se acomoda a la forma del sustrato. pero esta tiene una afinidad por el sustrato. la enzima se adapta al sustrato como se adapta el guante a la mano. Las 2 teorias son reales. Algunas se dan en una y otras en otras. El encaje inducido me dice que se va a dar cuando la enzima no necesite tener tanta especificidad para reaccionar con el sustrato. ej: si el sustrato es parecido la enzima puede reaccionar con cualquiera de esos sustratos El modelo de fischer habla de una alta especificidad de la enzima. por ej la glucokinasa, transforma la glucosa en glucosa 6-fosfato. AFINIDAD : Es la capacidad de una enzima de “unirse” a su sustrato, la cual puede valorarse por una constante que es la Km (Cte. de Michaelis - Menten). Estos establecieron que la km es la concentracion de sustrato que se alcanza mitad de la velocidad maxima. Graficando velocidad maxima en funcion de la concentracion de sustrato, la km es la cc de sustrato con la que puedo llegar a la mitad de la velocidad maxima Km : es la concentracion de sustrato con la cual se alcanza la mitad de la Vmax. Se expresa en umoles/l o mg/dl. Cuando la velocidad maxima (asintotica) la podemos estimar pero no la podemos alcanzar. A menor Km---mayor afinidad. A mayor KM menor afinidad, para llegar a la mitad de la Vmax necesito mayot CC si tengo una km muy baja tengo mucha afinidad < Km : sustrato fisiológico: ACTIVIDAD : Es la capacidad de una enzima de “modificar” a su sustrato, la cual puede medirse calculando la cantidad de sustrato consumido en la unidad de tiempo o bien midiendo la cantidad de producto producido en la unidad de tiempo.
a medida que aumenta la temperatura va aumentando la actividad enzimatica hasta llegar a la temperatura optima que es la temperatura corporal normal Reemplazo la S por la Km teniendo que km es una concentracion de sustrato. S+S=2S= 2 4)- CONCENTRACION DE S : El grafico que relaciona la actividad enzimatica con la cc de S es una Hiperbola (curva con dos fases ). 4)- CONCENTRACION DE SUSTRATO : Ecuacion de Michaelis – Menten V = velocidad inicial Vmax = velocidad maxima Km = cte. de Michaelis S = cc de sustrato Ecuacion de Lineweaver - Burk : A medida que aumenta el sustrato aumenta la actividad enzimatica hasta que llegamos a la KM. Luego, a medida que sigue aumentando el sustrato llegamos a la velocidad maxima en donde no puede aumentar mas la velocidad
INHIBIDORES ENZIMATICOS : Son sustancias que se unen a una enzima e inhiben la acción catalitica ✓ Inhibidores Irreversibles : inactivan definitivamente a la enzima. Si quiero que vuelva a actuar la enzima, se debe sintetizar otra enzima de nuevo. porque esa ya no sirve. EJ. Inhibidores de la acetil-colinesterasa. Esta es una enzima que circula el sangre e inhibe la acetilcolina (neurotransmisor que provoca la contraccion muscular). ✓ si se inhibe la enzima lacontraccion va a ser prolongada. ej: compuestos organofosforados, insecticidas. ✓ Inhibidores Reversibles : inactivan a la enzima, pero pueden ser desplazados con facilidad revirtiendo la inhibicion.Los hay Competitivos, No Competitivos, Anticompetitivos o Acompetitivos ❖ Inhibidores Reversibles Competitivos : Estos inhibidores se unen al sitio activo de la enzima ocupando los sitios, de modo que la enzima no se puede unir. compiten por el sitio activo de la enzima, no se puede unir el sustrato, por lo que no se activa laenzima. si reemplazamos el inhibidor se puede dar laactivacion de la enzima. Caracteristicas : - pueden neutralizarse aumentando la de sustrato. No afectan la Vmax. Aumentan el Km, disminuyendo la afinidad de la E por el S. El inhibidor solo puede unirse a la E libre. Aplicacion farmacologica : antibacterianos Ej.: Ac. Folico, PABA, Sulfanilamida Con inhibidor competitivo la v max es la misma. La KM cambia, se necesita mayor sustrato para activar la enzima Necesito más sustrato para llegar a la v max. La Km se desplaza.
- Inhibidores Reversibles No Competitivos : Estos inhibidores se unen a la enzima en un sitio diferente del sitio activo, o sea que la union del sustrato con la enzima no esta afectada, pero una vez que se une el inhibidor la enzima se inactiva. Caracteristicas : no pueden neutralizarse aumentando la concentracion de sustrato. No afectan la Km. Disminuyen la velocidad Vmax. El inhibidor puede unirse tanto a la E libre como al complejo enzima-sustrato. Ej.: cierto iones metalicos como Cu, Hg y Ag se unen a grupos SH de las cadenas laterales e inactivan la enzima. El inhibidor se une tambien al complejo enzima sustrato. No se generan productos, no compiten porque el inhibidor se une a otro lugar.
a)- Enzimas Plasmoespecificas : se encuentran en el plasma en elevada cc, ya que cumplen sus funciones en ese tejido.Ej: colinesterasa. Se sintetiza en el higado se libera a sangre, cumple su funcion. Si el higado se lesiona no la libera a sangre la colinesterasa y la medimos a sangre y esta disminuida.Nos indica daño hepatico. b)- Enzimas Plasmoinespecificas : se encuentran en el plasma en pequeñas cantidades, ya que son enzimas propias de otros tejidos y pueden ser de dos tipos : I)- Extracelulares o de Secrecion : Ej.: amilasa y lipasa pancreatica, estas enzimas aumentan en sangre cuando existe mayor pasaje desde su glándula de origen. II)- Intracelulares : participan del metabolismo celular y se encuentran distribuidas en distintos compartimentos dentro de las cèlulas. Ante una lesíon de su órgano de origen, aumentará su concentracíon plasmática. Se sintetizan en la celulas, cumplen su funcion dentro de ellas, las veo en sangre cuando hay una destruccion de las celulas que las producen Ej.: transaminasas (TGO y TGP) en hepatitis, creatinfosfoquinasa (CPK) en un infarto de miocardio. ENZIMAS UTILIZADAS EN CLINICA Y SU VALOR DIAGNOSTICO : LACTATO DESHIDROGENASA – LDH : Valor de Referencia : ( 160 – 320 ) UI/L. Tiene 5 isoenzimas : LDH 1 predominante en corazón. LDH en riñon. LDH3 en GR. LDH4 en pulmón y LDH5 en hígado. Utilidad diagnostica: se miden todas juntas, debemos intentar saber despues cual de todas es la que està aumentada
- La LDH1 aumenta en el infarto agudo de miocardio (IAM), a partir de las 12 Hs. de producido el infarto, alcanza un pico entre las 48 – 72 Hs. Y permanece elevada por 10 días. LDH, CPK,TGO se miden para medir infarto de miocardio. Pero aumentan en distintos tiempo. 1ero cpk. despues la TGO y luego LDH.
- LaLDH5 aumenta en las necrosis hepáticas, ya sea por agentes tóxicos o por infecciones agudas como las hepatitis vírales.
- La LDH3 aumenta en las anemias hemolíticas (por destrucción de glóbulos rojos). CREATIN-FOSFO-KINASA – CPK : Transforma la creatina en creatinina. Valor de Referencia : Hombres : (15 – 130 ) UI/L Mujeres : (15 – 110 ) UI/L Tiene 3 isoenzimas : MM en músculo esquelético (valores normales mayores en hombres por mayor masa muscular).MB en músculo cardiaco. BB en cerebro Utilidad diagnostica:
- MB-Aumenta en el infarto agudo de miocardio (IAM), a partir de las seis horas de producido el infarto alcanza un máximo entre las 18 - 24 Hs..
- MM-Aumenta en lesiones del músculo esquelético. ALDOLASA MUSCULAR – ALD : Valor de referencia : hasta 7.6 U/L. Es la fructosa-1.6-difosfato aldolasa, se encuentra principalmente en músculo esqueletico. Interviene en la glucolisis. aumenta en patologias que aumentan la destruccion de musculo esqueletico.
Utilidad Clínica : - Esta aumentada en patologías que cursa con destrucción de músculo esqueletico, como ser : distrofia muscular progresiva, miopatias, triquinosis. GLUTAMATO- OXALACETICO TRANSAMINASA – GOT / TGO O ASPARTATO AMINO TRANSFERASA - AST : Valor de Referencia : Hombres : ( hasta 25 ) UI/L. Mujeres : ( hasta 21 ) UI/L. Es una enzima bilocular (se encuentran en 2 lugares de la celula (hepatocitos), citoplasmatica y mitocondrial. Utilidad diagnostica: - Aumenta en el infarto agudo de miocardio (IAM), a partir de las 8 Hs de ocurrido el episodio, alcanza niveles máximos alrededor de las 48 Hs y retorna a la normalidad entre el 4to y 6to día. Aumenta en pacientes con afecciones hepáticas, sobre todo en los casos de hepatitis con necrosis (hepatitis agudas). GLUTAMATO- PIRUVICO TRANSAMINASA – GPT / TGP O ALANINA AMINO - TRANSFERASA - ALT : Valor de Referencia : Hombres : ( hasta 29 ) UI/L. Mujeres : ( hasta 22 ) UI/L. Es una enzima unilocular, citoplasmatica (hepatica) Utilidad diagnostica: - Aumenta en pacientes con afecciones hepáticas, hepatitis virales, etc. La destruccion o cambio en la permeabilidd de las membranas celulares provoca la liberacíon rápida de ALT a la circulacíon sanguínea, por lo que es un marcador precoz de lesíon hepática.
- Cuando se destruye el hepatocito pasan las 2 a la sangre. Mayor cantidad de tgp que tgo. Cuando es mas grave que destruye completamente las celulas se libera toda la TGO. indica gravedad porque hay destruccion masiva, hepatitis fulminante. FOSFATASA ALCALINA – FAL O ALP O F(OH) : Valor de Referencia : Adultos : ( 45 – 210 ) UI/L Niños : ( hasta 450 ) UI/L. Presenta 5 isoenzimas :
- Osea ( termolabil )
- Hepatica (termoestable)
- Intestinal
- Placentaria
- de Regan (cáncer) Utilidad diagnostica: - Aumenta en las Ictericias obstructivas (colestasis), ya sea por litiasis biliar, o por atresia de vías biliares, o por neoplasias de vías biliares. Aumenta en patologías óseas: carcinoma de hueso, enfermedad de Paget, Mieloma múltiple, etc. FOSFATASA ACIDA TOTAL - FAT O FAC O F( H+) – FOSFATASA ACIDA PROSTÁTICA – FAP : Valor de Referencia : FAT : ( 0.9 – 9.0 ) UI/L FAP : (hasta 1.1) UI/L. Presenta 7 isoenzimas : - próstata - estomago – hígado - músculo - bazo – eritrocitos - plaquetas Utilidad diagnostica: - El interés clínico se ha centrado principalmente en el estudio de la la fraccion prostática (organo especifica), se encuentra aumentada en individuos con carcinomas de próstata. GLUTAMIL TRANSFERASA - ( GT) : VALOR DE REFERENCIA : HOMBRES : ( 8 – 38 ) UI/L. Mujeres : ( 5 – 25 ) UI/L. Se encuentra en las membranas (hepatocitos) permite que aminoacidos entren a las células. Es una enzima de membrana ampliamente distribuida en el organismo, principalmente en células hepáticas, su actividad es influenciada por cualquier
Utilidad Clínica : - Se encuentra elevada en el suero de pacientes con pancreatitis aguda, alcanzando los valores mas elevados entre las 24 y 30 Hs posteriores al ataque, declinando luego para volver a los valores normales entre las 24 y 48 Hs siguientes. Tambien se ve aumentado en este caso la excreción urinaria de la enzima, persistiendo de 3 a 5 días, luego de que el valor en sangre se ha normalizado. También se encuentra elevada en las parotiditis bacterianas, paperas y litiasis de glándulas salivales. LIPASA : Valor de Referencia : hasta 200 UI/L. La Lipasa es una glucoproteina con un PM de 47000 Da. Se define como una Trigliceridohidrolasa que cataliza el desdoblamiento de trigliceridos a digliceridos con formacion subsiguiente de monoglicerido y acido graso. Es producido por el Páncreas exócrino. Es exclusiva del pancreas. Utilidad Clinica : - Aumenta en las Pancreatitis Agudas, en un plazo de 4 a 8 Hs, alcanzando su pico máximo a las 24 Hs y permaneciento aumentada hasta los 15 días. A diferencia de la Amilasa tambien aumenta en las Pancreatitis Crónicas. Enzimas sintetizadas por el pancreas. cuando estan muy aumentadas aparecen en sangre elevadas.
