Tema 5: Regulació de l'activitat enzimàtica (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2016
Páginas 7
Fecha de subida 12/04/2016
Descargas 26
Subido por

Vista previa del texto

Tema 5: Regulació de l’activitat enzimàtica - L’activitat dels enzims pot ser inhibida per la seva unió a altres molècules.
Molts agents tòxics o d’ús farmacològic són inhibidors enzimàtics i a aquesta propietat es deuen les seves accions terapèutiques.
La naturalera química dels inhibidors enzimàtics és diversa: pot tractar-se d’altres proteïnes o bé de petites molècules o ions.
A nivell de la indústria farmacèutica els inhibidors més buscats són les petites molècules, tot i que també actualment s’estàn buscant inhibidors de naturalesa peptídica.
Els inhibidors enzimàtics també són eines valuoses per caracteritzar als enzims: identificació de residus crítics per la catàlisi, cristalitzacions...
Inhibidors que mimetitzin la conformació del substrat en l’estat de transició (anàlegs del estat de transició): generalment són uns inhibidors molt potents i també són una sòlida evidència de que els enzims forcen als substrats a adoptar la conformació de l’estat de transició, l’essència del procés de catàlisi.
Hi han dos tipus d’inhibició enzimàtica: - Inhibició irreversible: quan l’inhibidor es dissocia molt lentament de l’enzim, bé sigui perquè s’hi uneix amb molta afinitat o covalentment.
Els inhibidors que s’uneixen de forma covalent poden classificar-se en: 1) Reactius específics de grups funcionals: 2) Anàlegs dels substrats 1 3) Inactivadors suicides - Inhibició reversible: es caracteritza per una disociació ràpida del complex inhibidor-enzim. Pot ser: 1) Competitiva: quan l’enzim pot unir el substrat o el inhibidor però no els dos alhora. Tant l’hinibidor com el substrat COMPETEIXEN per “entrar” al centre actiu de l’enzim.
Els inhibidors competitius s’assemblen als substrats i s’uneixen al centre actiu impedint l’entrada del substrat per tant redueixen el nombre de molècules de substrat unides a l’enzim.
2) NO competitiva: l’inhibidor i el substrat poden estar simultàneament units a l’enzim perquè s’uneixen a llocs diferents. Els inhibidors competitius disminueixen el nombre de recanvi.
El metotrexat és un anàleg estructural del tetrahidrofolat i actua com un inhibidor competitiu de la dihidrofolatreductasa (DHFR) 2 La inhibició competitiva pot ser sobrepassada augmentant convenientment la concentració de substrat, la no competitiva no.
La inhibició competitiva no fa variar la V.màxima de reacció, només augmenta la Km.
La inhibició no competitiva no fa variar la Km, només disminueix la V.màxima.
- Hi ha enzims els quals la seva cinètica enzimàtica no s’ajusta al model de M-M, són els enzims al·lostèrics.
Generalment en els enzims al·lostèrics la velocitat de reacció en funció de la concentració de substrat, enlloc d’hiperbòlic, té un perfil sigmoidal: Els enzims al·lostèrics, normalment estan composats per múltiples subunitats i tenen múltiples centres actius.
La unió del substrat en un centre actiu pot afectar les propietats d’un segon centre actiu en la mateixa molècula: propietats cooperatives.
L’activitat dels enzims al·lostèrics pot ser regulada de forma reversible per altres molècules que s’uneixen reversiblement a llocs de l’enzim diferents al centre actiu.
3 - L’activitat dels enzims al·lostèrics pot ser regulada de forma reversible per altres molècules que s’uneixen reversiblement a llocs de l’enzim diferents al centre actiu.
Exemple: Aspartat transcarbamoilasa (ATCasa), enzim al·lostèric que catalitza la primera reacció de la síntesi de les pirimidines: ATCasa té 12 subunitats: dos trímers catalítics i tres dímers reguladors. Pot estar en dues conformacions: la T o compacte i inactiva, i la R més relaxada i activa. La interacció amb el CTP estabilitza la T i amb ATP s’estabilitza la R.
4 Mecanismes de regulació per modificació covalent - La unió covalent d’una altra molècula a una proteïna pot modificar la funció de la proteïna, per exemple la seva activitat enzimàtica si es tracta d’un enzim.
Alguns d’aquests mecanismes són reversibles com la fosforilació o l’acetilació, mentres que altres no, com la isoprenilació.
Modificació per fosforilació: - - Es portada a terme per les PROTEÏNES QUINASES Els aminoàcids fosforilables són: S, T (serina, treonina quinases) i Y (tirosina quinases).
Introdueix dues càrregues negatives per aminoàcid modificat.
La molècula donadors del grup fosfat és l’ATP i el fosfat transferit és el fosfat Gamma.
La fosforilació és reversible i els enzims encarregats de la desfosforilació són les fosfatases.
5 - L’especificitat de les proteïnes quinases cap els seus substrats depèn dels aminoàcids propers al aminoàcid fosforilat i d’altres interaccions proteïnaproteïna.
Regulació per proteòlisi - Hi ha enzims que són sintetitzats en forma de precursors inactius (zimogens o proenzims) i que són activats per un tall proteolític específic.
És una modificació irreversible.
Exemples: Enzims digestius Enzims de la cascada de la coagulació sanguínea.
Algunes hormones (prohormones com la insulina).
Col·lagen que es sintetitza com a procol·lagen.
Caspases implicades en l’apoptosis o mort cel·lular programada es sintetitzen com a procaspases.
6 Secreció pancreàtica i activació del quimiotripsinogen a quimiotripsina.
Cascada d’activació proteolítica dels zimogens pancreàtics: 7 ...