ENZIMAS

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORBIOQUIMICABIOQUIMICAENZIMAS ENZIMASSustancia de naturaleza proteica, cuya funcin es la de acelerar una reaccin qumica.

Una enzima nunca inicia una reaccin, tan solo acelera lo iniciado.

Termolbiles, de naturaleza altamente especfica.

Aceleran velocidad disminuyendo energa libre de activacion

ENZIMASSimples: solo AA. Ej. TripsinaComplejas: AA + cofactor

ENZIMA ACTIVA COMPLETA: HOLOENZIMA

HOLOENZIMA : apoenzima + cofactor

Cofactores:Metales: ZnOrganicos: coenzimasCofactor unido fuertemente a enzima: grupo prostetico

PARTES DE ENZIMASitio activo: se une con sustrato

Sitio alosterico: se unen reguladores: efectoresEfectores positivos: aumentan velocidadEfectores negativos: disminuyen velocidad

EspecificidadLa especificidad se halla en relacin directa con la estructura tridimensional de la enzima. Hay dos tipos:A) Especificidad de sustrato: sobre el sustrato y unin qumica. Adems muestran estreo especificidad sobre forma D o L, o sobre formas CIS o TRANS ejemplo la LDH solo produce forma D de cido lcticoB) Especificidad de accin: cuando tiene especificidad sobre varios sustratos ejemplo lipasasPROPIEDADESPequeas cantidades son capaces de transformar gran cantidad sustratoNo se alteran qumicamenteTermolbiles Sensibles a cidos y basesEspecificidad absolutaEstereoespecificidad

Modelos de enzima sustratoMODELO DE FISHERSe basa en la relacin geomtrica entre enzima y sustratoSe le denomina llave encerradura

MODELO DE KOSHLANDEl sustrato induce un cambio conformacional en el centro activo de la enzimaSe le llama modelo de mano en guante La enzima se acomoda al sustrato

CINETICA ENZIMATICACinetica: estudio de velocidad de reaccionesVelocidad es proporcional a concentracion de un reactanteVelocidad: K1 A 1Velocidad: Ko AoK1: constante velocidad primer ordenK2: constante velocidad segundo orden

Si velocidad es independiente de concentracion de A, exponente es cero

Reaccion: reaccion de orden cero

Velocidad es KoACTIVACION DE ENZIMASProteasas: se sintetizan y almacenan en estado inactivo para evitar autodestruccionFormas inactivas: cimgenos. Tubo digestivo .

Aumenta velocidad reaccin cuando concentracin de sustrato aumentaA concentraciones cada vez mayores de sustrato, aumento de velocidad es menorEnzimas exhiben efecto de saturacinHiprbola rectangular

Concentracin de sustratoLa velocidad de una reaccin (v) est dada por el nmero de molculas de sustrato convertidas en producto en un minuto

La velocidad mxima expresa la saturacin del sustrato con todos los grupos de unin de la enzima

Cintica enzimtica Curva hiprbole Vmax V Km=Vmax/2

Vo SA bajas concentraciones: aumento en concentracin de sustrato produce incremento lineal o de primer orden en velocidadA muy altas concentraciones: aumento en concentracin sustrato produce incremento muy pequeo en velocidad: orden cero

Velocidad concentracin de enzima y orden Cintica de primer orden

Cintica de orden cero:

Velocidad independiente de concentracin de sustrato.

Cintica de primer orden y de orden cero

A B

Primer orden orden ceroEEKmECUACION DE MICHAELIS MENTENEs la concentracin de sustrato al cual se alcanza la mitad de la velocidad mxima. Es propia de cada enzima v= Vmax S / Km + SEj. Vmax=100 umol/min Km=1 mMV= ?? S=0,1 mM, 10, 100, 1000

INHIBICIN DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

Se designa como inhibidor a toda sustancia que disminuya la velocidad de la reaccin qumicaHay inhibidores endgenos que controlan vas metablicas y exgenos como drogas y toxinasExisten dos tipos de inhibicin:

Irreversible competitivaReversible no competitiva Inhibicin irreversibleEl inhibidor se une por enlaces covalentes con la enzima en forma irreversibleLos aminocidos mas sensibles a los inhibidores son SER y CISEl DIPF (disopropilfluorofosfato) es una gas de guerra que se une a la serina de la colinesterasa inhibiendo la transmisin del impulso nervioso + +

Enz.SustInhComplejo enzima sustrato inhibidorUnidos por enlaces fuertesNo productos INHIBICION COMPETITIVAEl inhibidor es parecido al sustrato por lo que se le llama ANALOGO DE SUSTRATOEl inhibidor se une al sustrato en forma reversibleSi se aumenta la cantidad de sustrato se desbloquea la inhibicinCOOH COOHCH2 Desh. Succinica CH + 2 HCH2 CHCOOH COOHSuccinato Fumarato

COOH CH2 CH2 CH2 COOH Glutarato INHIBICION NO COMPETITVAEl inhibidor y la enzima se unen en sitios diferentesLa ligadura puede ser a la enzima o al complejo enzima sustratoNo se desbloquea cuando se aumenta el sustrato.Son ejemplos la inhibicin del plomo a la enzima ferroquetalasa en la sntesis de hemoglobina.La inhibicin se ejerce al unirse el plomo en forma covalente a los grupos sulfidrilo de las protenas.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA REACCION QUIMICATemperatura: Al aumentar, se acelera la reaccinTemperatura ptima de enzimas de mamferos: 37 CMxima eficiencia cataliticaT superiores las inactivan y se destruyen

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA REACCION QUIMICApH: cada enzima tiene pH ptimo: 5 y 7Hay enzimas que trabajan fuera de estos rangos y es normalFuera de estos rangos se desnaturalizan El pH incide en la velocidad afectando ionizacin de sitio activo, del sustrato y los cambios conformacionales

COENZIMAS Y COFACTORESMolculas que aceleran o inhiben la reaccin qumica. Por tanto existen cofactores positivos (+) y cofactores negativos (-). Generalmente son iones metlicos como Cu, Zn, Fe.Bajo peso molecular, dializables y termoestables que facilitan la unin enzima sustrato

Potencian accin cataltica. Se unen a la enzima por fuerzas covalentes (g. prosttico) y no covalentes.

Su funcin es la de captar o transferir radicales o partes del sustrato, ejemplo grupos NH2 por las transaminasas.Difieren del grupo prosttico en que la coenzima difunde hacia la enzima y desde esta durante la reaccin qumica,Grupos prostticos no difunden sino que permanecen unidos a la enzimaLos cofactores se unen a la enzima en forma transitoria y disociable. Cumplen un papel similar al de los grupos prostticosNAD- NADPNicotinadenindinucletidoEstn formados por una base la adenina, ribosa y radicales fosfricos. Contiene cido nicotnico precursor de la vitamina B3 o niacinaParticipan en reacciones de xido reduccin. NAD interviene en reacciones productoras de energaNADP interviene en sntesis de colesterol y cidos grasos FMN FAD

FlavinadenindinucletidoDeriva de la riboflavina o vitamina B2 y radicales fosfricosFunciones:Cadena respiratoriaCiclo de KrebsBeta oxidacin cidos grasos

Pirofosfato de tiamina (TPP)

Fuente: tiamina o vitamina B1 Es una coenzima de las descarboxilasasParticipa en el metabolismo de los hidratos de carbono

Coenzima A

Precursor : cido pantotnico o vitamina B5Biosntesis y oxidacin cidos grasosForma parte de la protena transportadora de grupos acilo que forma parte de la sintetasa de cido grasoCiclo Krebs

Coenzima Q o ubiquinona

Benzoquinona con una cadena lateral isoprenoide de 10 carbonosParticipa como transportador de hidrogeniones en la cadena respiratoriaFosfato de piridoxal

Deriva de vitamina B6 o piridoxaminaCoenzima de las transaminasas (STGO-STGP)Las transaminasas transfieren el grupo amino en el metabolismo de los aminocidos, desde un aminocido a un cetocido

BIOCITINA

Precursor : vitamina 8 o biotinaCoenzima de las carboxilasas

ACIDO LIPOICOEs un cido carboxlico de 8 carbonosParticipa en la descarboxilacin oxidativa del piruvato y del alfa cetoglutarato

TETRAHIDROFOLATO (THF)

forma activa de la vitamina B9 o cido flicoParticipa en la transferencia de unidades simples de carbono como : Metilo, metilen En la sntesis de aminocidos, bases pricas y pirimdicas

BIOPTERIDINA

Contiene la pteridinaParticipa en reacciones de hidroxilacin

ENZIMOLOGIA CLINICAEnzimas uniloculares: organelos: glutamato deshidrogenasa mitocondrialEnzimas citoslicas: citoplasma como STGOEnzimas biloculares: citoplasma y organelos como STGPEnzimas plasmticas son en su mayora un reflejo de la actividad de ellas en los tejidosLas enzimas de secrecin se forman en otros tejidos pero circulan en sangre: ejemplo fosfatasa cida, enzimas digestivas ENZIMAS PLASMATICAS Enzimas plasmticas funcionales:Tienen sustrato en plasma o elementos formes:Ceruloplasmina, lipoproteinlipasa

Las enzimas plasmticas no funcionales no tiene sustrato en la sangre y se dividen en: a) Enzimas rgano especficas: STGP b) Enzimas rgano inespecficas: STGO,creatincinasa

MARCADORES HEPATOBILIARES TransaminasasSTGP (ALT): cataliza transferencia de grupo amino de la alanina y el A. cetoglutrico para formar piruvato y glutamatoPor hallarse en mitocondrias y citoplasma es una enzima de histolisisMs especfica para trastornos hepticosSTGO (AST) cataliza transferencia de grupo amino del aspartato al A. ceto glutrico, formando oxalcetato y glutamatoSe eleva en procesos hepticos y extrahepticosPor esta dispersin en varios tejidos, ha dejado de utilizarse en el IAM MARCADORES HEPATOBILIARES Fosfatasa alcalina y nucleotidasaF. Alcalina a pH alcalino cataliza hidrlisis de steres fosfricos de alcohol o de fenolVarias isoenzimas por localizacin: hueso , hgado, rin, intestino, mama, placenta y bazoMayor componente: hgado: Trastornos hepticos y de arbol biliar intra y extraheptico

Aumenta: embarazo, adolescencia.

5 Nucleotidasa: Hidrlisis de posicin 5 pentosa Junto con la fosfatasa alcalina y GGT se le considera como enzima de colestasis. Su mayor parte es de origen hepatobiliar

MARCADORES HEPATOBILIARES GGTGGT o gammaglutamil transpeptidasa microsomal

Cataliza la transferencia del grupo glutamilo de un a.a.. a otro aminocido.

Es una enzima de alta sensibilidad y especificidad en los procesos obstructivosEs una enzima alcohol dependiente pues se modifica grandemente a la ingesta de alcohol en trminos de 18 horas, sin que exista injuria heptica37 MARCADORES PANCREATICOSAmilasaHidrlisis del almidn y del glucgeno

Dos isoenzimas: salival(65% ), pancretica

En la pancreatitis eleva a las 3-6 h con un pico a las 20-30 h y persiste 2-3 das

Lipasa VM 5-8 das. Hidrlisis de TriglicridosSe halla en tejido adiposo, intestino y otros.Ms especfica pncreasLipasa lingual, gstricaPronstico pancreatitis ya que se halla elevada hasta 14 das en orina

MARCADORES PROSTATICOSANTIGENO PROSTATICO ESPECIFICO PSA o calicreina IIILicua el semen eyaculado para que los espermatozoides se movilicen libremente. Tambin se cree que interviene en la disolucin del moco cervical para permitir la entrada de espermatozoidesEs la prueba mas sensible para detectar precozmente un cncer de prstata ya que se eleva en el 65% de casos.Niveles entre 4-10 ng aumenta posibilidad de tener un cncer prosttico es de 25%.Niveles mayor de 10 ng posibilidad sube a un 67%

ANTIGENO PROSTATICO ESPECIFICOTambin se eleva en la hiperplasia prosttica benigna, prostatitis e infarto prosttico. El tacto rectal no afecta significativamente los valores sanguneosEL PSA esta presente en la sangre en dos formas: PSA libre y PSA unido a protenas. El riesgo de cncer aumenta si la relacin entre PSA libre/PSA total es menor al 25%. Mientras menor sea la proporcin mayor es la probabilidad de tener cncer prosttico.Los pacientes con cncer de prstata tiene menor porcentaje de PSA libre, mientras que los que sufren una hiperplasia benigna de prstata tiene una mayor proporcin de PSA libreLDHContiene Zn y trabaja en la gluclisis catalizando la reaccin piruvato a lactatoES un tetrmero formado por las subunidades H (corazn) y B (msculo), de cuya combinacin vienen las isoenzimasEs una enzima rgano-inespecfica que tambin proceden de los hemates y plaquetasSe libera por ruptura o aumento permeabilidad celular DESHIDROGENASA LACTICA O LDH2 subunidades: H (corazn) y M (msculo)Isoenzimas:

LDHMiocardioHgadoM. Esq.CerebroRinHemates1:HHHH++++00++++++2 HHHM++++00++++++3 HHMM++++++++4 HMMM0++++++++05 MMMM0++++++++0++0 CREATINFOSFOQUINASA O CPKCatlisis: fosfocreatina creatinaTiene dos subunidades: M (cerebro) y B (msculo). En sujetos sanos, la CPK total es a expensas de CKMM. Injuria cardaca: Se eleva de 3 a 8 h y un pico 12 -24HSe localiza en miocardio, msculo esqueltico, cerebro, rin e intestino. IsoenzimasCPKCerebroCoraznM. Est.1 BB+2 MB++3 MM++ MARCADORES CARDIACOSMarcadorP. Molecular LimitacinCK-MB86.000 sensible no especficaMioglobina17.000 sensible no especficaProtena de unin a A. grasos15.000 sensible, no totalmente cardioespecficaGlucgeno fosforilasa177.000No totalmente cardioespecficaTroponina T37.000No totalmente cardioespecficaTroponina I24.000Sensible, especficaPptido natriurtico B28-32 a.a.Sensible en casos severosPCRSensible con inflamacinLDH88.000sensible no cardioespecfica MARCADORES E INFARTOMARCADORINICIOPICONORMALIZACIONMioglobina1- 4 h6 7 h24 hCK-MB masa4 6 h12-24 h24 48 hTroponina I3-12 h12- 24 h5-14 diasTroponina T3-12 h12-48 h5-14 dCPK total4-8 h12-48 h3-4 diasLDH10-12 h48-72 h10-14 dasPNB?12 hvariable PEPTIDOS NATRIURETICOSMarcadores de pronstico y de riesgo de muerte por necrosis cardaca

Pptido A

Pptido B

Pptido C MIOGLOBINAFija el oxgeno en los msculos estriadosLiberado en necrosis muscularEs la prueba de diagnstico mas precoz de IAM a la una hora. Tambin se utiliza en el reinfarto porque sus valores aumentan mucho ms que CKMB masaAdems proporciona informacin sobre una posible extensin de la necrosis miocrdica, si sus cifras no vuelven a la normalidad despus de 24-36 horas postinfarto TROPONINA Existen 3 tipos de troponina, T, C e I que cumplen un papel regulador de la interaccin actina-miosina durante el proceso de contraccin muscular

Tn T : Es de liberacin lenta y sostenida y se eleva a las 4-6 horas de dao cardaco

Tn C : Poca actividad para diagnstico cardaco

Tn I : Sensible y temprano se eleva 4-6 horas con un pico a las 12-18 horas y continua elevada por 6 das TROPONINA Se reconocen 3 isoformas de Tn I :Msculo cardaco (TNIc) Msculo esqueltico rpido Msculo esqueltico lentoTnIc es el marcador de eleccin actual para confirmar o excluir un IAM por su cardioespecificidad y aparicin precozSe utiliza tambin para valorar el riesgo de pacientes con angina de pecho inestable, presencia de microinfartos y monitoreo de terapia tromboltica