Bioquímica I - Tema 6 (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Bioquímica - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2014
Páginas 18
Fecha de subida 23/10/2014
Descargas 6
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 6: ENZIMAS, CINÉTICA ENZIMÁTICA Y REGULACIÓN CONCEPTO DE CATALIZADOR.
El catalizador es un compuesto que: - Modifica la velocidad de activación, (la disminuye).
- Aumenta la velocidad de reacción - Participa en la reacción sin afectar al balance.
- No se modifica ni se consume.
Como consigue bajar la velo de reacción? Los compuestos para pasar de sustrato a producto, tienen que hacer un salto energético  ENERGÍA DE ACTIVACIÓN. Esto lo hacen para llegar a un estado de transición de (vida corta y difícil de detectar porque es muy inestable), que deriva a formar el producto. Dependiendo de la energía de activación que sea necesaria, la velocidad será mayor o menor. Cuanto mayor sea la barrera energética de la energía de activación, menor la velocidad.
CONCEPTO ENZIMA Y SU FINCIÓN Como actúan los enzimas? Estabilizan el estado de transición para que sea más estable el estado de transición, haciendo que su energía de activación sea más baja.
En el mundo de la biología, los catalizadores son los enzimas. Estos, son mayoritariamente proteínas, aunque también se ha encontrado RNA catalítico (se cree que eran los que antiguamente catalizaban las reacciones). Los enzimas son más eficientes, y se han seleccionado evolutivamente, porque pueden adquirir unas estructuras más complejas y variadas.
PROPIEDADES GENERALES DE LOS ENZIMAS 1- AUMENTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN: Gibbs dice que una reacción es espontanea, pero no determina el tiempo necesario. Cuando una reacción está catalizada, el aumento de velocidad es muchísimo más elevado de lo que sería sin catalizar (106-1017).
2- CONDICIONES DE REACCIÓN MÁS SUAVES (Tª, pH, P): actúan con temperaturas medias, presión atmosférica y a un pH rondando a 7.
3- ALTA ESPECIFICIDAD DE SUSTRATO Y DE PRODUCTO: son muy específicos para el tipo de isómero que catalizan. Un isómero y una forma isomérica del producto. (no como en química  mezclas de producto) 4- CAPACIDAD DE SER REGULADOS: podemos regular cuando son más o menos activos, y poder hacer on y off cuando nos interesa.
EL CENTRO ACTIVO DE UN ENZIMA Como es capaz de unir el ligando (sustrato)? Generalmente el sustrato se une en el interior de la proteína (exenta de H2O  si la hay es en regiones específicas), y lo hace con complementariedad geométrica y de interacciones. La especificidad del enzima viene determinada por la forma de la cavidad a la que se une el sustrato.
Esta cavidad está dentro de la proteína, y una vez el sustrato ha entrado tiene que poder fijarse mediante interacciones. Por lo tanto si el sustrato es el correcto, tiene que poder hacer bien todas las interacciones necesarias para después poder ser catalizado. Si el enzima no hace una buena fijación, catalizar será más difícil, tardará más en hacerlo, y por lo tanto la velocidad de catalización no será tan elevada  no será un buen enzima.
El centro activo: - Es pequeño en comparación al volumen total del enzima.
- Tiene una estructura tridimensional: la especificad del sustrato depende de una correcta y definida posición de los átomos en el centro activo del enzima.
- Se suele encontrar en hendiduras y grietas de la proteína.
- Las interacciones principales entre el enzima y el sustrato no suelen ser covalentes. El ligando no se une covalentemente, pero sí puede haber una interacción covalente transitoria.
MODELOS DE INTERACCIÓN ENTRE ENZIMA Y SUSTRATO a) Modelo de Fisher (de la llave-cerradura): en este modelo el sustrato y el centro activo, son complementarios en geometría y disposición interacciones, como disposición de las cargas, hidrofobicidad... Una vez unido, se cataliza la reacción HIDRÓLISISse liberan los 2 productos.
b) Modelo del ajuste inducido: cuando se empezó a ver que las proteínas tenían un cambio conformacional, es cuando se adaptó el modelo. Hay un cambio, un movimiento en la dinámica conformacional del enzima, ya que no es lo mismo el enzima con el ligando unido que sin unir. A partir de aquí sale este nuevo modelo. Este modelo dice que el enzima es complementario, sobre todo, al estado de transición y no tanto al sustrato. Cuanto mejor estabiliza el estado de transición, más eficiente es el enzima. Éste enzima no tiene complementariedad directa (total) con el sustrato, pero si parcial, que permite fijarlo. Cuando se une el sustrato el encima hace una cambio conformacional, hay una tención, con lo que fuerza al sustrato a llegar al estado de transición. Como éste es muy estabilizado con el propio enzima porque hay interacción, la reacción rápidamente pasa a productos. El enzima cuando se une el sustrato se adapta para el del estado de transición. Lo que se ha visto con los enzimas, es habitual tener diferentes cambios conformacionales dependiendo de que hay unido en ellos.
DEFINICIÓN DE COOFACTOR La parte enzimática tiene limitaciones para catalizar reacciones, pero a veces no se pueden unir ciertos grupos o cambiar algunas características. En el caso de los enzimas es muy frecuente que se unan iones inorgánicos. Y por eso es importante que haya cofactores. Muchos de ellos, están asociados a la transferencia de grupos concretos, catalizados por enzimas.
CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS Los enzimas se clasifican con un código donde el primer número se refiere a un tipo de enzima en concreto, a la clase de encima que es. Éste número puede ser diferente, debido a que un enzima no tiene por qué estar especializado solo en un tipo de reacción. Siempre se asigna un código para poder saber cómo es ese enzima.
1- Oxidoreductasas: es un ejemplo la deshidrogenasa: tiene el código 1.1.1.1., debido a que fue la primera molécula que se estudió.
2- Transferasas: catalizan transferencia de grupos. Ejemplo: hexoquinasa, que transfiere la adición de un fosforilo.
3- Hidrolasas: catalizan la hidrólisis. En presencia de agua la rotura de una molécula. Es ejemplo la carboxipeptidasa A: cataliza la rotura de un enlace peptídico en presencia de H2O.
4- Liasas: grupo de enzimas que provocan roturas o formaciones de sustratos en ausencia de agua. Es ejemplo el piruvato decarboxilasa: rompe un enlace covalente.
5- Isomerasas: grupo que catalizan la conversión entre isómeros de un sustrato. Ejemplo: topoisomerasa.
6- Ligasas: catalizan la formación de enlaces con presencia de ATP. Ejemplo como el piruvato decarboxilasa, que condensa el piruvato con CO2, pero participa el ATP.
MECANISMO DE LA ALCOHOL DESHIDROGENASA Para que el sustrato se una al centro activo tiene que haber complementariedad en geometría y en enlaces. Para que el enzima sea útil, tiene que haber una catálisis enzimática. Que hace el enzima? Primero estabiliza el estado de transición (más estable que si no hubiera el enzima).
Por lo tanto, puede fijar los sustratos en el orden adecuado, y de esta manera los orienta y los aproxima. En cambio, si habláramos de una solución acuosa, la orientación seria al azar, no como pasa en el enzima.
En el caso del alcohol deshidrogenasa, el etanol y el anillo de piridina del NAD+ están orientados y acercados a la distancia adecuada para que haya reacción, por tanto aumenta eficiencia respecto lo que sería en solución acuosa libre  como lo hace? Muchos enzimas tienen a parte de cofactores, tienen metales. Eso es debido a que a veces las cadenas laterales de los animo ácidos no están bien diseñadas, porque no tienen los átomos necesarios, pueden unir metales que catalizan reacciones. Estos pueden conseguir que haya grupos difíciles de hidrolizar en solución acuosa, pero que en el enzima hidrolicen. Éste es el caso del grupo –OH, tiene un pKa muy elevado, y en solución acuosa no hidroliza, pero en enzima si, debido a que puede hacer que el pKa baje, y que se hidrolice. El alcohol deshirogenasa tiene un zinc catalítico, que está coordinado por una histidina y una cisteína. Este zinc, en ausencia de sustrato, tiene una molécula de agua unida que está formando un enlace con una serina (Ser-48). Es una reacción de óxido-reducción, pero mediada por unos elementos que hacen de ácido y base. En este caso, cuando entra el etanol, el agua sale desplazada del centro activo. La molécula de etanol es capaz de hidrolizar el etanol, gracias a que el zinc puede enlazar y estabilizar este anión, y a que la serina le quita el protón. La serina en realidad esta interactuando con una histidina (que no se ve), que le sustrae el protón, y por lo tanto la serina le sustrae el protón a la serina. Por lo tanto, al histidina actúa como base en esta reacción para la serina. El oxígeno del alcohol puede actuar como oxoanión, debido a la acción del zinc. Si no hubiera el zinc, sería menos estable y por lo tanto tardaría muchísimo más. Lo más normal es que se forme el carbonilo, se forma un protón que forma el anillo de nicotilamida.
Al final, se libera el acetaldehído, entra otra vez el agua, y la histidina que había sustraído el protón de la serina se lo devuelve, y la serina libera el protón que había sustraído del alcohol. Por eso tenemos NADH+H, porque el último hidrogeno se libera al medio.
El etanol pierde 2 hidrógenos.
MECANISMO DE LAS SERÍN-PROTEASAS Las serin triasas tienen una triada catalítica tres residuos que participan en la catálisis. Lo que menos se altera evolutivamente, es lo que afecta a los residuos de la catálisis. Toda mutación que actúa en allí, suele ser seleccionado negativamente.
A no ser que confiera actividad nueva que de una mejor actividad. Éstas, atacan al enlace peptídoco (porque son proteasas).
En las serin triasas, hay: un aspártico, una histidina y una serina, que invariablemente se mantienen. Cuando analizaron el mecanismo, a partir de las conformaciones y los sustratos en la forma cristalina, se deduce cual es el mecanismo. Es un mecanismo especial, porque aquí si que hay un enlace covalente, pero es transitorio. Cómo funciona? El aspártico actúa sobre la histidina, polarizandola, sustrayendole el protón, y haciendo que aumente el pKa y también la basicidad (la histidina puede actuar como ácido y base). Esto hace que le pueda sustraer a la serina su protón, obteniendo un olcolato (no normal, porque tiene un pKa muy elevado). Éste puede hacer un ataque nucleofílico, sobre el –C=O del enlace peptídico. Como consecuencia, el carbonilo para a un alcolato, y queda unido covalentemente al residuo de serina temporalmente.
Como no es estable, revertirá, y como consecuencia se rompe el enlace peptídico. El péptido se libera (una parte), y cuando viene el agua le sustrae el protón, u esta es la que ataca al carbonilo, y como consecuencia, el –OH queda unido al carbonilo, y hemos recuperado el carboxilato. A partir de ahí, se puede carboxilar el resto de la molécula. Es unmétodo de catálisis covalente. La segunda etapa, que es la de la rotura del enlace covalente, es la más lenta.
CONCEPTO DE VELOCIDAD INICIAL Y VELOCIDAD MÁXIMA Sirve para evaluar si un enzima es más bueno que otro. Esto se explica a través de un modelo matemático.
Cuando analizamos la actividad de un enzima con un sustrato, nos damos cuenta de que la velocidad va cambiando. La velocidad aumenta con concentraciones elevadas, pero llega un momento en el que no sube més la velocidad máxima. Esto es debido a que hay una dinámica de unión con un ligando (sustrato). En el caso de los enzimas, el sustrato se une al ligando, formando el complejo: ENZIMA-LIGANDO.
Este complejo se cataliza dando lugar a un producto. Cuando miramos la velocidad de una reacción enzimática, en lo que nos fijamos es en la concentración en la que el sustrato se convierte en producto por unidad de tiempo. La k2, es una constante no variable que solo depende de la eficiencia del enzima en hacer la reacción. Lo unico que varia cuando hacemos la velocidad en finción de la concentración de sustrato, es que se tiene que dar el equilibrio E+S = ES, ya que el equilibrio depende de la concntración de sustrato, pero no hay variación de velocidad en lo que tarda un enzima en catalizar la reacción—ESE+P.
Si hay mucho sustrato (concentración muy elevada), se puede considerar que todo el enzima está acomplejado con el sustrato,y por lo tanto, llegamos a un valor de velocidad que está limitado solo por la constante de velocidad (k2)velociad máxima.
Cuando la [ES]=[Etotal]  Vmax= k2·[Etotal] Si queremos mirar la velocidad de un enzima, nos encontramos un problema: dependiendo de las cantidades que pongamos, la velocidad empieza a disminuir porque se consume el sustrato, y la velocidad irá variando a lo largo del ensayo.
Para que esto no suceda, lo que hacemos es medir la Vo= k2·[ES]. La velocidad inicial, hacemos el ensayo en condiciones en que no se consuma más del 10%-20% del sustrato, en el tiempo que hacemos el ensayo. De manera, podemos considerar que aquella es la velocidad que pertoca para aquella concentración. Ejemplo: si lo hacemos a 1µM, que no se consuma más de 0,1. Si en el tiempo deseado, se consume 0,2 o 0,1, lo que se hace es disminuir la cantidad de enzima.
La primera vez no sabemos la velocidad del enzima que hay. Por lo tanto, si se consume más del 0,2 dismnuimos la concentración de enzima. Velocidad es proporcional a la cantidad de enzima.
V0= velocidad media en condiciones en las que teoricamente no se consume más del 10-20% del sustarto, por lo tanto se considera que la concentración inicial está estable.
No solo jugamos con las concentraciones, sino que podemos mirar el tiempo también.
ESTADO ESTACIONARIO Cuando se mezcla el enzima con el sustrato, la combinación del enzima con el sustarto, que en poco tiempo se mantiene estable, poruqe primero hay el equilibrio. Se asimila, que la cinética de unión es la parte rápida, y la conversión química es la lenta.
Primero, en una escala muy rapida de tiempo, se combina el enzima con el sustrato, formado el complejo enzima-sustato, y a partir de aquí se empieza a consumir el complejo, el cual parte va a la formación de producto, y también hay el equilibrio de associación disociación de producto. Como la etapa de conversión a productos es más lenta, se forma una especie de equilibrio en el que se mantiene estable la concentración del complejo ES.
Las cinéticas de asociación/disociación son muy difíciles de saber, porque la unión y la reacción suceden en una escala de tiempo muy pequeña. Lo normal es hacer cinética en estado estacionario  cuando la concentración del complejo ES es constante.
DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN Michaelis-Menten, diseñaron un modelo matemático que explicaba el comportamiento de la mayoria de los enzimas, de actividad frente a sustarato.
Asume que la concentración de enzima es siempre inferior a la de sustarto, y que nos encontramos en una fase de estado estacionario (ES no varia). Lo que hacen, es igualar a 0, la variación de [ES] respecto al tiempo.
La velocidad inicial depende prlmente de la K2, y de la [ES].
El enzima total es la suma del enzima libre mas la suma del enzima en ES. En estado estadionario, la [ES] es total. La concentración de el enzima libre por el sustarto CINÉTICA DE MICHAELIS-MENTEN SIGNIFICADO DE LOS PARÁMETROS CINÉTICOS Determinación de la Vmax y la KM mediante la representación de Lineweaver-Burk MECANISMOS DE LAS REACCIONES BISUSTRATO 1. Mecanismo secuencial ordenado: Siempre entra el mismo sustrato (S1) formando un complejo binario y, después se une un segundo sustrato (S2) que hace que se forme un complejo ternario, y a partir de aquí salen los dos en forma de productos diferentes. Si no entrase el primero, nunca podría entrar el segundo. La razón es que hay un cambio de configuración cuando se une el primero, y esto permite que el segundo pueda unirse. La Kcat es la misma, pero para cada uno hay una KM diferente. Como calcular la KM. En práctica, se lleva uno de los sustratos a saturación y poder hallar así la KM.
2. Mecanismo secuencial estadístico: Los dos están abiertos, y cualquiera puede entrar en cualquier orden.
También hay un complejo ternario. Si queremos cristalizar un enzima con su sustrato, en algunos casos podemos cristalizar en cualquier de los dos complejos. Normalmente, no se cristaliza con el sustrato, porque se convertirá a producto, y no se podrá cristalizar. En cambio, si utilizamos el análogo se detendrá en el complejo porque no habrá reacción a producto y lo podremos cristalizar.
3. Mecanismo de doble desplazamiento o “ping-pong”: El mecanismo es típico de muchos enzimas con catálisis covalente. Se suele unir covalentemente un grupo que se tiene que ir. Se forma el primer complejo y sale el producto1. Del S1, el enzima ha captado un grupo que capta en su interior modificado, y cuando entra S2, se forma un nuevo complejo al que se le une el grupo que contenía. Así, obtenemos un producto con un nuevo grupo.
INHIBICIÓN ENZIMÁTICA Los inhibidores de enzimas, son importantes en la industria farmacéutica, ya que la mayoría de fármacos inhiben algún mecanismo. Si se sabe la manera de inhibir un enzima, es más fácil después poder fabricar un antibiótico. Ejemplos típicos: - Ciclobil: lo utiliza la gente que tiene herpes, y lo que hace es inhibir el DNA polimerasa viral.
- β-lactámicos: inhiben la transpeptidasa bacteriana, y de esta manera rompe fácilmente la bacteria.
- Cladunolato (en preparados con penicilina): Inhibe la β-lactamasa  enzima que la propia bacteria tiene para defenderse de la penicilina. Degrada la penicilina. Muchas veces se ponen derivados para que dure más en sangre y no se eche del torrente sanguíneo fácilmente.
- Lovastatina: muy utilizada para reducir los niveles de colesterol.
- Ácido acetil selicílico: actúan sobre la ruta biosintética de las prostaglandinas. Lo que hacen es inhibir la síntesis, reduciendo la fiebre y la inflamación.
- Inhibidores de la proteasa VIH-1: el problema contra la sida era la constante mutación. Lo que se ataca ahora, son diferentes enzimas. Se buscan derivados de parecidos al sustrato, y si además se parecen al estado de transición, mucho mejor. En este caso, como es una proteasa, tiene que hidrolizar un enlace peptídico. Lo que hicieron es buscar sustratos que se parecieran al real, pero que no pudieran ser catalizados por el enzima, y de esta manera bloqueaban el enzima. Había posibilidad de amino reducido, dihidroxilamina… todos ellos tiene grupos hidroxietilenos que se parecen a un péptido, pero no lo son.
INHIBICIÓN ENZIMÁTICA REBERSIBLE Éstos, tienen una dinámica de unión-desunión, y por lo tanto, no se quedan unidos reversiblemente. Esta unión se realiza de una forma muy rápida.
- Inhibición competitiva: se basa en que el inhibidor se parezca al sustrato, en geometría y complementariedad química. De manera que en el mismo lugar del centro activo, se une el inhibidor  el sustrato no se puede unir.
Si el inhibidor tiene una constante “kI”, cuanto más baja sea más afecta en la reacción, y viceversa. Como hay competición en cuanto a la unión de sustrato, cuando hay mucha concentración de sustrato, se acaba llegando a la velocidad máxima, pero cuesta mucho más de obtener. Cuanto mayor sea la [I] y también pasa si aumentamos la “kI”.
En presencia de inhibidor, aumenta la pendiente, pero el punto de corte solo varia en el punto de corte de las abscisas. Para ver si un enzima es o no, competitivo se hace la representación de la inversa de velocidad y de sustrato. Como más alta es la constante de inhibición, menos efectivo es el inhibidor  más inhibidor necesitamos para que se una. En cambio, cuanto más baja sea esta constante, más efectivo el inhibidor.
- Inhibición NO competitiva: se basa en un inhibidor que NO se une al centro activo, sino a otro punto del enzima. Esto hace que el enzima cambie de conformación, y por lo tanto, inhibe la catálisis de la reacción.
Se puede unir tanto al enzima libre como al complejo ES. Lo puede hacer con afinidades diferentes al libre que al complejo (INHIBICIÓN MIXTA). En nuestro caso, se une con la misma afinidad a las dos formas. Lo que ocurre es que afecta a la velocidad máxima, pero no a la KM.
La velocidad máxima será aparente, porque estará bajo la presión del enzima.
INHIBICIÓ COMPETITIVA KM Vmax INHIBICIÓ NO COMPETITIVA INHIBICIÓN ENZIMÁTICA IRREVERSIBLE El inhibidor se une covalentemente y lo inactiva. No podemos desactivar el afecto del inhibidor, y tarda mucho más en hacer efecto porque se une de manera covalente y no hay equilibrio. El enzima no se recupera. En la industria farmacéutica es más preferible porque es más duradero. Como ejemplos de este tipo tenemos: - Cianuro: reacciona con los iones metálicos de los enzimas. Sus dianas primarias son las enzimas de la cadena respiratoria.
- Diisopropil fluorofosfato (DEP): inhibe los enzimas con serina en el lugar del centro activo. Ejemplo: acetilcolinesterasa.
- Sarín: lo desarrollaron los nazis. Se hizo famoso en un ataque terrorista en el 95 (metros subterranios de Tokyo).
- Penicilina: tipo de inhibidor suicida son los más buscados, porque no son reactivos para el resto de enzimas, solo ataca a ese tipo. Estos son los más buscados porque son los más específicos.
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA: 1) Control de la regulación enzimática: hay que tener en cuenta la velocidad (tanto inicial como máxima). La velocidad depende directamente de la concentración de enzima  + enzima, + velocidad. La manera de controlar las reacciones enzimáticas “in vivo”, es controlar las cantidades de enzima activo. Una manera de hacerlo, es controlando su síntesis. A partir de la transcripción del DNA, éste pasa a RNA, y al ser traducido a proteínanuestro enzima.
Cualquier control sobre la transcripción, traducción o la vida media del RNA, afecta al nivel final de enzima y, por lo tanto, habrá un control sobre esa reacción catalizada o sobre una ruta metabólica (si el enzima es limitante).
2) Retroinhibición en rutas metabólicas: En el control de la actividad enzimática, existen los inhibidores. Tienen un papel importante sobre los enzimas que regulan las rutas metabólicas. En estas, hay siempre varias reacciones acopladas y, como mínimo tiene que haber una reacción en la que el enzima de esa etapa esté limitado por el producto final de la ruta, o con un producto relacionado con la ruta. Este compuesto, es un inhibidor. A esto le llamamos feedback negativo o retroalimentación negativa.
3) Regulación alostética: los enzimas reguladores es el tipo de regulación que suelen tener. Para este tipo hay 2 modelos propuestos: - Modelo concertado: cuando llega el activador alostérico pasa de un estado T, a un estado más activo, el R.
Ejemplo: hemoglobina.
- Modelo secuencial: si tenemos 4 subunidades, los enzimas alostéricos són multiméricos (distintas subunidades). De esta manera, el cambio de una subunidad puede hacer que la afinidad de una las otras subunidades aumente o disminuya. Lo habitual es este tipo de regulación, y no la monomérica. Podemos ir aumentando la afinidad de las distintas subunidades.
No tienen comportamiento Michaeliano, sino que es una curva Sigmoidea y, por tanto, no hablamos de KM. En este caso, el compuesto que favorece que esté de forma más activa (R), adelanta la curva. Sin embargo, el inhibidor hace lo contrario. Siempre que un enzima haga una curva sigmoidea, significa que estamos frente a un enzima de regulación alostérica. Normalmente, los enzimas reguladores de rutas metabólicas son de este tipo.
4) Por modificación covalente: la más conocida es la fosforilación. Podemos cambiar un enzima de estado poco activo a más activo o de inactivo a activo.
Ejemplo - Reversible: como el glucogeno fosforilasa  lo que hace es movilizar la glucosa que tenemos en el glucógeno. Cuando baja la concentración de glucosa, este enzima es activado, y libera glucosa del glicógeno, para que se libere al torrente sanguíneo. En este caso, tiene una estado B (inactivo) y un estado A (más activo). De un estado al otro, pasa mediante fosforilación, por una quinasa fosforilasa que está regulada. Cuando hay un exceso de glucosa, la quinasa deja de ser activa, y se activa la fosforilasa, lo que hace que se deje de hidrolizar la glucosa del glucógeno (pasa a estar inactivo).
- Irreversible: implica la degradación de un polipeptido. Este polipeptido, tiene que ser una proteína no activa inicialmente, la cual para convertir en activa tengamos que degradar un segmento de esta. Cuando se elimina el segmento es cuando pasa a ser activo. Por lo tanto, lo que tenemos primero es un proenzima o cimógeno (enzima no activo). Esta versión inactiva de un enzima, cuando es hidrolizado, se activa. Muchas veces, un enzima activado des de su síntesis no interesa, y la manera de que no se active cuando no interesa, es sintetizarla inactiva y que se active mas tarde en el punto de destino.
5) Compartimentación: hay 3 posibilidades.
- Que no hayan ciclos fútiles  uno se consume en el otro y se gasta energía para nada. Como hay distintas rutas metabólicas y hay reacciones una en un sentido y otras en el sentido opuesto, para que funcione correctamente la célula lo que hace es no tener estas reacciones opuestas en un mismo compartimento. Ejemplo: las grasas degradadas en mitocondrias y sintetizadas en el citoplasma.
- Conseguir que los sustratos del enzima no difundan por toda la célula.
Cuando una reacción está catalizada por varios enzimas, muchas veces, estos enzimas están asociados formando un complejo multimérico (enzimas asociados), de manera que hay una canalización del sustrato de un enzima al siguiente. De esta manera aumenta la eficiencia de la reacción porque no hay una difusión del sustrato.
- Cuando una reacción necesita unas condiciones específicas para que se den mejor. Ejemplo: lisosomas (ácido).
UTILIZACIÓN DE ENZIMAS EN LA INDÚSTRIA ALIMENTARIA Los enzimas de este tipo, suelen ser enzimas que tienen que ver con la hidrólisis de azúcar. De esta manera podemos obtener azúcares de otras fuentes que no solo sea a partir de la glucosa. Lo que se hace son enzimas que degraden una molécula que de glucosa para aumentar el dulce de esa comida/bebida.
ENZIMAS EN BIOMEDICINA Se utilizan en el diagnóstico y en la terapia.
- Diagnóstico: uno de los ejemplos es el lactato deshidrogenasa: uno de los genes expresa la H y la otra la M. en muchos tejidos se expresa o más la H o más la M. en el corazón expresa más la H que la M, y el músculo mucho más la M. Lo que ocurre es que este enzima está formado por 4 subunidades, y se pueden combinar estos dos tipos (M y H). cada una de ellas, tiene diferentes propiedades cinéticas, hasta de catalizar una reacción al revés. Estos enzimas no están en el plasma sanguíneo. La forma H4, nos sirve como un marcador de infarto, debido a que solo se encuentra en el plasma sanguíneo si ha habido uno. La lactato deshidrogenasa, la forma H4, aumenta al cabo de pasado unos días de haber sufrido un infarto y ver como avanza la recuperación. Como tarda unos días en aparecer, también está la creatina quinasa como marcador, ya que su forma M está en plasma sanguíneo al cabo de 1 día. Con el tiempo estos enzimas desaparecen de la sangre, pero hasta que lo hacen miran el desarrollo de los 2. Estos, se han empezado a cambiar por otros enzimas o proteínas que se ven más pronto.
 El isoenzima: variante de un enzima que ya se conoce, que cataliza la misma reacción, pero que tiene una secuencia polipeptídica un poco diferente. La catalización de la reacción la hace con unas características cinéticas diferentes. Normalmente esta codificado en genes diferentes.
 Los aloenzimas: son equivalentes, pero el mismo gen tiene alelos que pueden tener mutación de 1 aminoácido, que también tenga Kcat o KM diferente.
Solo se diferencian en que unos tienen diferentes genes y otros alelos diferentes.
- Terapia: no es habitual, debido a que si se utilizan en terapia, éstos tiene una vida media muy corta en sangre, ya que son degradados por el sistema inmunológico. Suelen provocar reacción alérgica también. Funcionan bien a corto plazo.
Estreptoquinasa: caso de modificación covalente reversible. Si se inyecta cuando hay infarto, para deshacer coágulo si lo hay.
Asparraginasa: convierte la ácido aspártico a asparragina. Lo que ocurre es que algunos linfomas necesitan asparraginasa para aumentar la [asparragina]. Frena el crecimiento.
Quimiotripsina/tripsina: enzimas proteolíticos que degradan las proteasas que degradan las proteínas. Si alguien ha perdido el páncreas, para poder digerir el alimento se toman estos enzimas para poder degradar la ingesta.
...