ENZIMAS. La actividad enzimática

TEMA 6: ENZIMAS

1. Utilidad de la determinación enzimática en el diagnostico clínico:

Enzimas: proteínas altamente especializadas en la catalización de las reacciones biológicas y su función principal es acelerar la velocidad de las reacciones en las que intervienen.

Las enzimas catalizan todas las reacciones químicas en los seres vivos y por tanto están presentes en las todas las vias metabólicas.

Podemos encontrar enzimas plasmáticas y tisulares.

• Las plasmáticas se pueden encontrar en eritrocitos y diferentes componentes plasmáticos.

• Enzimas intracelulares que pueden encontrarse en el interior de la célula en el citosol, adheridas en la mb, interior del granulo.

• Las tisulares tienen fisiológicas concretas, pertenecen a un único tj concreto.

Enzimología clínica: aplicación del conocimiento de las enz al diagnostico, tto y pronostico de la enf. Se utilizan métodos enzimáticos en los cuales hay que tener en cuenta:

• Calibración correcta del equipo instrumental
• Conocer la pureza de los reactivos
• Curva adecuada de calibrado
• Elegir el método enzimatico adecuado
• Condiciones del medio adecuadas (pH, Tª, concentración del sustrato)
• Concentración alta de la enzima para que sea valorada correctamente (menor posibilidad de error)
• Muestra: suero o plasma heparinizado para evitar coagulo.
• No es necesario que el paciente esté en ayunas.

Características de las enzimas:

• Es muy especifica. Las enzimas cada una es especifica de su reacción.
• Gran poder catalítico: en ausencia de enzimas, una reacción se dllaria de forma espontanea pero extremadamente lenta. En presencia de la enzima este proceso se acelera.

1. Fisiología enzimática :

• Las enzimas son molécula de naturaleza proteica que cataliza reacciones metabólicas haciendo que sean mas rápidas y requieran menos energía.
• Son muy específicas.
• No modifican los productos de reacción.
• No alteran la situación de equilibrio quimico.
• Aumenta el rendimiento de la reacción, por lo que aumenta la cantidad de producto.
• Al desnaturalizarse, pierden la capacidad catalizadora.
• La funcionalidad viene dada por la estructura tridimensional.  

Ea: mínima energía necesaria para que suceda una reacción (react🡪prod). La enzima disminuye la Ea aumentando la velocidad.

En la estructura pueden tener 2 centros de unión:

• Centro activo o catalítico: es la zona a la cual se une el sustrato. Se encuentra en todas las enzimas. Contiene Aa que le dan especificidad al sustrato y a la reacción:

• Aa catalíticos: responsables de catalizar la reacción y disminuir la Ea
• Aa de unión: responsables de unirse específicamente a un sustrato.

• Centro alostérico: contiene los Aa responsables de la unión a aquellas moléculas (cofactores) que van a regular la actividad enzimática. No son específicos de cada enzima, sino del cofactor; ni lo tienen todas las enzimas.

Se establecen distintos tipos de interacciones débiles entre el centro activo y el sustrato generalmente mediante puentes de H. Existen modelos para explicar la especificidad de las enzimas por el sustrato:

• Modelo llave cerradura: la enzima es la cerradura, que encaja con la llave que es el sustrato. Se crea un acoplamiento perfecto creándose una estructura estable y especifica para un sustrato.

• Modelo de ajuste inducido: la enzima cambia morfológicamente su centro activo para unirse al sustrato de manera específica. Ocurre cuando ambas tienen distinta estructura.

Las enzimas pueden encontrarse activas o inactivas. Las enzimas activas son las holoenzimas. Y las apoenzima son enzimas inactivadas que necesitan un cofactor y se transforma en holoenzima.

Cofactor: componente adicional no proteico que hace que la enzima se active. Pueden ser de naturaleza:

•  Orgánica: moléculas organicas que dan lugar a coenzimas (unión débil) o grupos prostéticos (uniones fuertes).
• Inorgánica: pueden ser iones metalicos (Fe,Mg,Zn y Cu) cuando estos se unen a la enzima forman metaloenzimas.

La mayoría de las enzimas son intracelulares por lo que cuando las vemos en el plasma es porque han sido liberadas, es decir, que indican alteración pato o no, con:

• Causas fisiológicas: alteraciones causadas por:

• Etapas concretas de la vida: embarazo, infancia, menopausia..
• Situaciones estrés o trastornos

• Causas metabólicas: por algunos fármacos o drogas que alteran niveles enzimaticos
• Causas inespecíficas

Ecuación de Michaelis-Menten: 

es el modelo que se utiliza para complejos ES sencillo con especificidad absoluta. Se forma un producto intermedio en la reacción denominado complejo ES intermedio. Este puede disociarse (retroceder) o dar paso al producto final. Una vez alcanzado el equilibro, es decir, la reacción en la que se obtiene el producto final, es irreversible. Por ejemplo paso 10 glucolisis.

Factores que influyen sobre la cinética enzimática:

• pH: a un pH extremo se desnaturalizan y pierden su función. pH optimo es aquel para la cual la actividad de una enzima es la máxima posible y es característico de cada una de ellas. Se utilizan tampones para mantenerlo.
• Tª: al aumentarla, aumenta la actividad enzimática y puede llegar a desnaturalizarse. Tª optima a 37ºC.
• Concentración enz: a mayor concentración, mayor velocidad de reacción. Se debe hacer en condiciones de saturación de sustrato, la velocidad enzimática solo depende de la concentración enzimática.

Agentes químicos que impiden la función de la enzima llamados inhibidores que se unen a puntos específicos de la enzima para inhibirla. Puedes ser reversibles e irreversibles (la convierte en n funcional). No son específicos de las enzimas.

1. Clasificación:

1. Oxidoreductasa 🡪 catalizan reacciones redox (se transfieren electrones). Necesitan un cofactor

1. hidrogenasas
2. peroxidasas
3. oxidasas

1. transferasa (se transfiere un grupo de un sustrato a otro) ej: transaminasa (grupo amino)
2. Hidrolasas: reacciones de hidrolisis
3. Liasas: reacciones en las que se rompen enlaces para formar otros. Ej:descarboxilasas
4. Isomerasas: reacciones de formación de isómeros
5. Ligasas: reacciones en las que se unen 2 sustratos. Necesitan ATP (no es cofactor)

1. Determinación de la actividad enzimática

La actividad enzimática nos mide la afinidad que tiene una enzima con un sustrato, indicando su máximo poder catalítico. Los métodos tienen que estar perfectamente estandarizados para cada enzima (condiciones determinadas). Para establecer esas medidas lo optimo es trabajar con tiempos cortos. Se trabaja con curvas de calibración (patron), es decir, condiciones perfectas con datos concretos. Lo único que condiciona es la cantidad de la enzima que se va a dar en la grafica resultante la cual vamos a comparar con el patrón.

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