CLASE TEORICA 1 ENZIMAS.pptx VETERINARIA.pdf

CLASE TEORICA DE BIOQUIMICA TEMA ENZIMAS

1. Mg. AGUSTÍN PADILLA ZÚÑIGA
Tema 01ENZIMOLOGÍA
MEDICINA VETERINARIA Y
ZOOTECNIA
BIOQUIMICA
Biólogo Microbiólogo

2. Las enzimas son biocatalizadores excelentes, mas eficaces y específicos que dirigen y
regulan reacciones de los sistemas biológicos.
Características:
 * Aumentan la velocidad de una reacción al disminuir la energía de activación.
 * No se consume ni sufre cambios en sus estructura durante el proceso catalítico.
 * Actúa sobre una molécula orgánica denominada sustrato, transformándola en un
 producto o productos.
ENZIMAS
 ”Las enzimas son biomoléculas especializadas en la catálisis de las reacciones químicas que tienen 
lugar en la célula. Son muy eficaces como catalizadores ya que son capaces de aumentar la 
velocidad de las reacciones químicas mucho más que cualquier catalizador artificial conocido, y 
además son altamente específicos ya que cada uno de ellos induce la transformación de un sólo tipo 
de sustancia y no de otras que se puedan encontrar en el medio de reacción”.

4. ENZIMAS
PROPIEDADES
Sitio Catalítico
Eficiencia
Efectividad
Holoenzima, apoenzimas, cofactores y coenzimas
Regulación
Localización dentro de las células

5. Sitio Catalítico o sitio Activo

6. Sitio Catalítico o sitio Activo

7. Eficiencia
ØLas reacciones catalizadas por enzimas son altamente eficientes y se
desarrollan 10
3
hasta 10
8
veces más que cuando no hay
enzimas.
ØEl número de moléculas de sustrato convertidos en producto por
molécula de enzima por segundo, se llama “número de recambio” y
suele ser 10
2
a 10
4
s
-1

Ka
cat Es la constante de velocidad para la coversión de ES a E + P

8. Especificidad
Especificidad absoluta: Solo reconoce un sustrato, Ejemplos: Glucosidasa
(glucosa), amilasa(almidón)
Especificidad de Sustrato
Especificidad relativa: Reconoce varios sustratos, con estructuras
semejantes Ejemplo: Hexoquinasa (fosforila hexosas)
Especificidad Estereoquímica: reconoce a un estereoisómero. Ej. Forma D
pero no a la forma L.
Especificidad de acción
Sólo cataliza unas de las posibles reacciones que puede sufrir un sustrato
y da lugar a rutas metabólicas diferentes..

9. Holoenzima, apoenzimas, cofactores y coenzimas
Parte proteica Parte NO proteica Enzima Activa
Ión Metálico: Mg
2+
,
Fe
2+
, Zn
2+

Coenzima:
Molécula orgánica
pequeña (NAD
+
) Se
asocia de manera
temporal.
Grupo prostético
coenzima asociada
de manera
permanente.(FAD)

10. Regulación
Regulación alostérica Negativa Regulación alostérica Positiva

11. Localización dentro de las células
La mayoría de las enzimas actúan dentro de la célula. Muchas enzimas se
localizan en organelos específicos. La compartimentación permite aislar el
producto y sustrato de la reacción de otras reacciones competidoras.

12. -* Deshidrogenasas
-* Reductasas
*Oxidasas
*Peroxidasas
*Oxigenasas
*Hidroxilasas
CLASE 1: OXIDORREDUCTASAS
Catalizan reacciones de transferencia de electrones y/o protones de un sustrato a otro; es
decir reacciones de oxido-reducción.
CLASIFICACION ENZIMATICA
LACTATO
DESHIDROGENASA
LACTATO PIRUVATO

13. Catalizan la transferencia de un grupos funcionales entre donadores y aceptores.
Los grupos que son transferidos frecuentemente son: fosfato, amino, glucosilo.
* Quinasas * Transaminasas * Transmetilasas
CLASE 2: TRANSFERASAS
GLUCOCINASA
GLUCOSA ADENOSIN TRIFOSFATO
GLUCOSA-6-FOSFATO ADENOSIN DIFOSFATO

14. CLASE 3: HIDROLASAS
Estas reacciones implican la ruptura hidrolítica
de enlaces C-O, C-N, O-P y C-S.
Se les puede considerar como como una clase
especial de transferasas en las que el sustrato
es escindido siendo sus fragmentos transferidos a
los componentes del agua (OH y H).
*Lipasas
*Glucosidasas
*Esterasas
*Peptidasas
LACTASA
LIPASA
TRIGLICERIDO ÁCIDOS GRASOS LIBRES GLICEROL
LACTOSA
GLUCOSA
GALACTOSA

15. CLASE 4: LIASAS
Catalizan reacciones en la que se rompen enlaces C-C, C-N y C-O, sin intervención de
agua y con pérdida de grupos funcionales simultánea a la aparición de dobles enlaces.
* Descarboxilasas * Desaminasas
CLASE 5: ISOMERASAS
Catalizan reacciones de isomerizacion de cualquier tipo, ópticos, geométricos o de posición.
* Epimerasa * Racemasa * Mutasa
PIRUVATO
DESCARBOXILASA
ALANINA
RACEMASA
PIRUVATO ACETALDEHIDO
DIOXIDO DE
CARBONO
L-ALANINA
D-ALANINA

16. CLASE 6:LIGASAS
Participan en reacciones en las que se unen
dos moléculas a expensas de un enlace
fosfato de alta energía procedente del ATP.
El termino sintetasa se reserva para este
grupo de enzimas.
* Tiocinasa * Sintetasa
CITRATO
SINTASA
Oxalacetato Citrato
GLUTAMINA
SINTETASA
GLUTAMATO
GLUTAMINA

17. PROENZIMAS
Sitio de
síntesis
Zimógeno Enzima
EstómagoPepsinógeno Pepsina
Páncreas QuimotripsinógenoQuimotripsina
Páncreas Tripsinógeno Tripsina
Páncreas ProcarboxipeptidasaCarboxipeptidasa
PáncreasProelastasa Elastasa
También denominados Zimógenos,
se sintetizan como precursores
inactivos en un determinado tejido
u órgano.
Para poder transformarse a su
forma activa (enzimas) se debe
producir una ruptura proteolítica de
un segmento de aminoácidos, este
proceso se tiene que realizar en un
tejido diferente del cual fueron
originados.

18. ISOENZIMAS
Son enzimas que tienen diferente
secuenciadeaminoácidos,es
decir,sonformasmoleculares
diferentes. pero catalizan la misma
reacción química.
Estas isoformas son codificadas por
genes diferentes y sintetizados en
tejidos u órganos diferentes.
Suacción
intracelular
larealizandeforma
poresocuandose
encuentran elevadas en el suero o
plasma son de gran utilidad en el
diagnostico de enfermedades.
MUSCULO
ESQUELETICO
CEREBRO
Y RIÑON
MUSCULO
CARDIACO
ISOENZIMAS DE CREATINA FOSFOQUINASA
ISOENZIMAS DE LACTATO DESHIDROGENASA
ELECTROFORESIS
DENSITOGRAMA

19. Ribozimas.- son RNAs catalíticos, están
constituidospornucleótidos,son
importantes en la eliminación de intrones
y ensamblaje de exones, es decir en el
mecanismo de maduración del RNA
Abzimas.- son anticuerpos catalíticos de
naturalezaproteicadeltipodelas
inmunoglobulinas(Ig),sirvencomo
moléculasdeprotecciónneutralizando
sustancias extrañas que dañan las células.
Sinsimas.-sonenzimasdeorigen
sintético, se utilizan para el tratamiento
de enfermedades, como las adicciones a
drogas.
Granzimas.- son proteasas que inducen
oactivanprocesosdeapoptosis,se
sintetizan como zimógenos y se activan
en lugares específicos de la célula.
Apoptosis
Célula normal
Célula modificada
Gen
pre RNAm
RNA maduro
Transcripción
Maduración

20. MODELOS ENZIMÁTICOS
yla
forma
MODELO DE LLAVE Y CERRADURA
(E. Fischer, 1894).
Elsitiocatalíticoesunaestructura
rígida,porlotantoelsustrato
enzimaseacoplande
estereoespecífica, de la misma manera
que una llave se ajusta a su cerradura.
MODELO DEL AJUSTE INDUCIDO
(Daniel Koshland, 1954).
El sitio catalítico es una estructura
dotada de flexibilidad, cuando el sustrato
se une a la enzima, induce cambios
conformacionales en esta molécula, para
asegurar la ubicación más efectiva.

21. FACTORES QUE MODIFICAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
CONCENTRACIÓN DEL SUSTRATO
Cuando aumenta la concentración de sustrato, se produce un aumento en la velocidad
de reacción, al seguir aumentando la concentración de sustrato la velocidad de reacción
se hace constante. Por lo tanto obtiene una velocidad máxima de reacción.
Esto nos sirve para obtener la velocidad máxima media, y por ende determinar el Km de
la reacción (constante de Michaelis-Menten)
Km = Afinidad

22. La ecuación de Michaelis- Mennten describe la velocidad de una reacción enzimática en
función de la concentración del sustrato.
La Km representa la concentración de
sustrato a la cual la velocidad de
reacción es la mitad de la velocidad
máxima (Vmax).
Un Km bajo indica una alta afinidad de la
enzima por el sustrato, y un Km alto
indica una baja afinidad.
La Vmax es la velocidad máxima de la
reacción cuando la enzima está
saturada con sustrato, es decir, todos
los sitios activos de la enzima están
ocupados.
En resumen, la ecuación de Michaelis-Menten
proporciona un modelo matemático para
comprender cómo la velocidad de una reacción
enzimática cambia con la concentración del
sustrato, considerando la interacción entre la
enzima y el sustrato, así como la capacidad de la
enzima para catalizar la reacción a diferentes
concentraciones.

23. Enzimas que siguen el modelo de Michaelis-Menten
La mayoría de las enzimas siguen el Modelo de Michaelis - Menten para su cinética,
especialmente aquellas que catalizan reacciones simples con un solo sustrato.
ENZIMA FUNCIÓN
Hexoquinasa Cataliza la fosforilación de hexosas, como glucosa
utilizando ATP como donante de fosfato.
Esta enzima tiene un Km bajo por lo tanto muestra alta
afinidad por la glucosa
Lactasa Hidroliza la lactosa en glucosa y galactosa
Fumarasa Participa en el ciclo de krebs y tiene velocidad limitada
para unirse a su sustrato
Proteasas Varias enzimas que rompen enlaces peptídicos en
proteínas siguen la cinética de Michaelis-Menten, aunque
algunas pueden tener comportamientos más complejos.
Un ejemplo son las enzimas que liberan múltiples
productos peptídicos al romper una proteína.

24. EFECTO DE LA TEMPERATURA
En los animales la temperatura optima es de 37°C promedio, cuando disminuye o
aumenta esta temperatura la actividad enzimatica disminuye, la enzima sufre
alteraciones en su estructura.
Por debajo de la temperaura promedio la actividad de la enzima disminuye por que esta
sufre un proceso de inactivacion (proceso reversible), pero si la temperatura aumenta por
encima de la optima la actividad enzimatica tambien disminuye, pero a diferencia de la
primera la enzima sufre un proceso de desnaturalización (proceso irreversible).
Temperatura óptima para
enzima de termófila
Actividad
0 20 80 10040
Temperatura (Cº)
Temperatura óptima para dos enzimas
Temperatura óptima para una
típica enzima

25. EFECTO DEL PH
La mayoria de las enzimas tiene un pH óptimo
que varia entre 6-8. Pero tambien va a
depender del tejido o del organo para poder
determinar el pH mas optimo para las enzimas.
Los cambios de pH en el medio pueden afectar
el estado de ionización de ciertos grupos
funcionales en la enzima y también en la del
sustrato.
Tanto la disminucion, como el aumento del pH,
afectan la actividad enzimatica por que producen
la desnaturalizacion de la enzima.
ENZIMA pH
Fosfatasa alcalina 9.5
Lipasa pancreática 8.0
Quimotripsina 8.0
Tripsina 7.9
Catalasa 7.6
Carboxipeptidasa 7.5
Amilasa salival 6.8
Fosfatasa ácida 5.0
Pepsina 1.5
Actividad
pH óptimo para dos enzimas
pH óptimo para pepsina
(enzima del estómago)
pH óptimo para
tripsina
(enzima
intestinal)
10 2 3 4 5 6 7 8 9

26. ENZIMAS ALOSTÉRICAS
Algunas enzimas no siguen la cinética del modelo de Michaelis-Menten. Un grupo
importante de estas enzimas se hallan bajo el control de moléculas llamados efectores o
moduladores que se unen a zonas de la enzima fuera del sitio catalítico denominados
centros alostéricos.
Una enzima alostérica es una enzima
cuya actividad está regulada mediante
un centro alostérico, que es un sitio,
distinto del centro activo de la enzima,
al que se une un regulador (llamado
regulador alostérico) de manera
reversible y no covalente.

27. Modelo de Enzima Alostérica: La Fosfofructokinasa (PFK)
LA PFK Enzima fundamental que juega un papel crucial en la glucólisis la vía metabólica que
produce energía a partir de la glucosa
La PFK tiene sitios alostéricos que se unen a moléculas como el ATP (que actúa como inhibidor) y
el AMP (que actúa como activador), regulando así su propia actividad en respuesta a las
necesidades energéticas de la célula
Detalles sobre la PFK como enzima alostérica
Sitios alostéricos: Tiene sitios distintos a sus sitios activos donde
se unen moléculas reguladoras, como ATP y
AMP.
Regulación por ATP:Cuando hay suficiente energía en la célula (alta
concentración de ATP), el ATP se une al sitio
alostérico de la PFK, disminuyendo la afinidad
de la enzima por su sustrato (fructosa-6-fosfato)
e inhibiendo la glucólisis.
Regulación por AMPCuando hay baja energía celular (alta
concentración de AMP), el AMP se une al sitio
alostérico, aumentando la afinidad de la PFK
por su sustrato e incrementando la glucólisis
para generar más energía.

28. INHIBICIÓN ENZIMÁTICA
Losinhibidoresenzimáticossonaquellosagentesqueinterfierenconla
disminuyendo o deteniendo la reacción enzimática. Se dividen en 2 grandes grupos:
catálisis,
1.- INHIBICIONES REVERSIBLES 2.- INHIBICION IREVERSIBLE
Inhibición no competitiva
Inhibición competitiva y
Inhibición acompetitiva
INHIBICIÓN COMPETITIVA
El inhibidor generalmente tiene una estructura quimica semejante al sustrato, por lo tanto
puede combinarse con la enzima libre, de tal modo que compite con el sustrato especifico por
el sitio catalítico. Una característica de este tipo de inhibición está dada por el hecho de que
puede ser revertida aumentando la concentración de sustrato.
Sustrato
Inhibidor
Competitivo
Inhibidor Competitivo

29. INHIBICIÓN NO COMPETITIVA
El inhibidor no tiene una estructura semejante a
la del sustrato, por lo tanto se une a un sitio
activo diferente al sitio catalitico de la enzima,
deformándola de tal manera que no puedan
formarse el complejo enzima-sustrato (ES).
No existe competencia por el sitio catalitico
entre el sustrato y el inhibidor.
Sustrato
Sustrato
Inhibidor
No Competitivo
Inhibidor No competitivo

30. INHIBICIÓN IRREVERSIBLE:
El inhibidor produce un cambio permanente en la molécula de enzima, que resulta en un
deterioro definitivo de su capacidad catalítica.
Por lo general estos inhibidores modifican químicamente residuos de aminoácidos en la
enzima que tienen funciones fundamentales en la catálisis. Ej. los gases nerviosos, como el
fluorofosfato de diisopropilo (DIFP) que reaccionan con aminoácido serina de la enzima
acetilcolinesterasa, el ácido iodoacético y iodoacetamida que reaccionan con cisteína.
INHIBICION ACOMPETITIVA
El inhibidor no tiene ninguna semejanza estructural con el sustrato, se une a un sitio activo
de la enzima, pero no se une a la enzima sola, este se une al complejo ES, formando de
esta manera un complejo ESI.
Sustrato
Inhibidor
Acompetitivo
Inhibidor Acompetitivo

31. Enzima
sérica
Abreviat
ura
Enfermedad VALORES NORMALES
Aspartato
aminotransferasa
ASTEnfermedade
hepáticas
Isquemia
miocárdica
Varón: 40 a 80UI/L
Mujer: 6 a 34 UI/L
Alanina
aminotransferasa
ALTEnfermedades
hepáticas
Isquemia
miocárdica
Varón: 10 a 40 UI/L
Mujer: 7 a 35UI/L
Amilasa Pancreatitis aguda V: 20 a 110 UI/L M: 30 a 110 UI/L
CreatinfosfocinasaCPKIsquemia miocárdica V: 55 a 170UI/L M: 30 a 135 UI/L
Colinesterasa CHEIntoxicación alcohólica agudaV: 4620 a 11500 UI/mL
Fosfatasa ácida ACPCarcinoma de Próstata V: Menor de 40 UI/L
Fosfatasa alcalina AP Ictericia obstructiva. TumoresV: 39 a 117 UI/L M: 35 a 121UI/L
Glutamato
descarboxilasa
GADDiabetes mellitus(tipo I) < de 5UI/mL ó < de 10 UI/L
-Glutamil
transferasa
GTCirrosis alcohólica. V: < 50 a 70 UI/L
Lipasa Pancreatitis aguda V: 0 - 170UI/L M: 10 a 140UI/L
IMPORTANCIA DE LAS ENZIMAS EN EL DIAGNOSTICO
(MARCADORES ENZIMÁTICOS)

32. Canino de 8 años de edad, de raza Golden Retriever, es llevado al veterinario por su
dueño a consulta por sentir un dolor agudo en la región torácica que le impidía la
respiración, la mascota gemía de dolor al sentir presión en la pared anterior del tórax.
Se le realizaron exámenes electrocardiográficos y radiografícos los cuales resultaron
negativas. Al analizar la sangre se determinó elevación de los niveles plasmáticos de
LDH de 490 UI/L , se recomendó reposo por 5 a 7 días y la administración de
doloflam jarabe (ibuprofeno), al cabo de ese tiempo disminuyó el dolor y no se
encontró después ninguna anomalía física o de laboratorio.
CASO CLÍNICO ENZIMAS
1.- ¿Los valores plasmáticos altos de LDH son específicos de lesión de algún
órgano o tejido determinado?.
2.- ¿Que tipo de reacción cataliza la enzima y en qué grupo la clasificaría
usted?
3.- Explique que son las isoenzimas. ¿Cuántos isoenzimas de LDH existen en
el suero en condiciones normales?
4.- Explique cuál es el mecanismo de acción del fármaco recetado.
PREGUNTAS

33. MUCHAS GRACIAS