Tema 6: Catalitzadors biològics. Part 3 (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Estructura i funció de biomolècules
Año del apunte 2016
Páginas 5
Fecha de subida 25/04/2016
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

Anna Jiménez Pouget Tema 6.C: Estructura i funció de biomolècules TEMA 6.C: Catalitzadors biològics. REGULACIÓ DE L’ACTIVITAT ENZIMÀTICA A vegades els enzims poden funcionar sols, però altres vegades necessiten de compostos aliens: cofactors. En funció dels cofactors tenim:  Ions metàl·lics  Coenzims En funció de la intensitat de la unió dels cofactors en l’enzim:  Grups prostètics: Unió irreversible: si la unió és molt forta. Podem parlar de dos formes de l’enzim: enzim sol apoenzim o enzim + cofactor concret holoenzim.
Els cofactors típics són les vitamines. Les vitamines són compostos essencials per la salut dels humans, i no les podem sintetitzar, les hem d’incorporar amb la dieta.
ÍNDEX  Inhibidors:  Reversibles (competitiva i no competitiva)  Irreversibles  Regulació per modificació no covalent:  Al·lostèrica  Regulació per modificació covalent:  Reversible  Irreversible Inhibició enzimàtica Els inhibidors enzimàtics són substàncies que interfereixen amb l’acció dels enzims.
Reversible: competitiva, no-competitiva o mixta Irreversibles: Substàncies unides covalentment, substrats suïcides La inhibició enzimàtica és un mecanisme de regulació enzimàtica. Molts fàrmacs, com l’aspirina, el ritonavir, etc… són inhibidors d’enzims.
Exemple inhibició reversible: inhibició competitiva Tinc un inhibidor que és idèntic al substrat. S’uneix al centre actiu de l’inhibidor.
Anna Jiménez Pouget Tema 6.C: Estructura i funció de biomolècules 1. E + S  tenim Km estàndard i Vmàx 2. E + S + I competitiu  tenim Km aparent (Km’) i Vmàx. aparent (Vmàx’). Una Km que va pitjor vol dir que el valor serà major, per tant, Km aparent > Km estàndard. I la velocitat màxima que pot assolir un enzim per un substrat, no es veurà modificada, ja que si jo poso moltíssim substrat, el substrat desplaçarà l’inhibidor, i per tant podré assolir la mateixa velocitat màxima, però hauré de posar molt més substrat. Km ja contempla concentració de substrat, és la meitat de substrat necessari per assolir Vmàx.
El gràfic m’està dient que necessitaré moltíssim més substrat per arribar a la velocitat màxima.
Ki = constant d’inhibició, com més petit és el valor més potent és l’inhibidor.
Inhibició reversible no competitiva Amb un molècula que no té cap similitud amb el substrat a nivell estructural. Si no s’assembla al substrat no s’unirà al centre actiu, per tant no té cap relació amb el substrat. El fet que no hi hagi relació entre el substrat i l’inhibidor tindrà conseqüències en l’afinitat de l’enzim pel substrat però de manera indirecta. Per tant Km (grau d’afinitat de l’enzim pel seu substrat) no es veurà afectada, no hi ha competència pel centre actiu. Km aparent = Km estàndard. I la velocitat màxima aparent Vmàx aparent si que es veurà afectada respecte Vmàx estàndard, serà més petita, mai podré assolir la velocitat màxima estàndard, perquè per poc que hi hagi m’inhibirà.
Km, punt de tall X no varia, però si varia Vmàx, punt de tall en l’eix de les Y.
En les fòrmules, si volem calcular Ki, haurem de ferho a partir de les Vmàx, ja que són les que varien, no podem utilitzar Km.
De la inhibició mixta no en parlarem ara, més endavant.
𝐾𝑚′ = 𝐾𝑚 (1 + 𝑉𝑚à𝑥 ′ = [𝐼] ) 𝐾𝑖 𝑉𝑚à𝑥 [𝐼] 1+ [𝐼] 1+ 𝐾𝑖 Anna Jiménez Pouget Tema 6.C: Estructura i funció de biomolècules Inhibició irreversible Els inhibidors irreversibles s’associen de manera definitiva amb l’enzim, anul·len l’activació d’aquell enzim (l’inactiven) irreversiblement.
Solen reaccionar amb algun grup funcional del centre actiu i bloquegen la unió del substrat o inactiven directament el centre actiu.
Un exemple d’inhibidors irreversibles són els inhibidors suïcides: s’assemblen molt al substrat, l’enzim posa en marxa la maquinària d’hidròlisi i catàlisis, fins que es fa una relació covalent que és permanent, és un punt final. Molts verins, toxines o fàrmacs a vegades actuen d’inhibidors suicides.
Exemple: modificació irreverible de la Ser95 mitjançant el reactiu DFP inactiva irreversiblement la quimotripsina. Es fa servir molt en laboratori quan es vol extreure de manera intactes les proteïnes d’un enzim, totes les proteases s’inhibeixen.
Exemple clàssic: penicil·lines. Interaccionen de manera irreversible amb uns enzims dels bacteris que s’anomenen transpeptidases (encarregades de formar els enllaços dels betaglicans, donen consistència a la paret bacteriana), la paret bacteriana és molt inestable i acaba provocant la mort del bacteri. La serina reactiva ataca al carboni electròfil es forma un intermediari covalent molt estable i és un punt final de la reacció.
Anna Jiménez Pouget Tema 6.C: Estructura i funció de biomolècules Regulació al·lostèrica Regulació per modificació no-covalent Generalment són multimèrics, estan formats per moltes subunitats, algunes catalíticament actives i altres reguladores, uneixen la molècula que genera l’al·losterisme. Poden millorar o empitjorar el rendiment de l’enzim.
Subunitats catalítiques Subunitats reguladores Generalment sempre que hi ha al·losterisme és perquè l’enzim té més d’una subunitat, i presenten un comportament cooperatiu.
Quan el comportament és cooperatiu, la dependència de la velocitat de reacció envers la [S] és sigmoidal (no una corba hiperbòlica).
Els reguladors al·lostèrics no segueixen la cinètica de Michaelis-Menten.
Ja que aquesta corba inclou 2 o més processos d’afinitat de l’enzim pel substrat.
Si poso un regulador positiu (activador al·lostèric) la corba se’m mou cap a l’esquerra, amb menys substrat arribo a les velocitats. Un modulador negatiu (inhibidor al·lostèric) em fa que necessiti més subtrat per arribar a la velocitat màxima.
Regulació per modificació covalent reversible Una modificació covalent vol dir que l’enzim s’uneix amb una intensitat major però no necessàriament el procés és irreversible.
Exemple: fosforilases. Quan afegim fosfat es fa fosforil·lació, si treiem fosfat són desfosforil·lacions. Pot ser que hi hagi un enzim que reconeixi el element fosforilat i que el desfosforili, de manera que torni a estar a l’estat inicial. El mecanisme de fosforil·lació és el més típic de senyalització cel·lular. Hi ha enzims que quan es fosforilen són més actius i n’hi ha altres que ho són menys, alguns cops l’eliminació de l’enllaç covalent unit al fosfat implica activació.
No tots els aminoàcids es poden fosforil·lar, normalment són: tirosina, serina, treonina i histidina.
Anna Jiménez Pouget Tema 6.C: Estructura i funció de biomolècules Exemples de modificació covalent reversible: Adenilació només tirossines, l’addició d’una adenina.
Acetilació en lisines, això provocarà un canvi en el nivell d’activitat.
Addició d’ubiquitines en les lisines. Quan una proteïna s’ha de degradar en el proteasoma.
No l’addició implica activació, pot ser que una addició activi o inactivi.
Regulació per modificació covalent irreversible  Activació per proteòlisi Les proteases necessiten que la seva activitat estigui molt controlada. Els enzims proteolitícs han d’estar molt ben regulats.
Es produeixen enzims de forma inactiva, de manera que la cèl·lula els té sintetitzats i preparats, la cèl·lula té com un reservori d’enzims produïts, però d’una forma inactiva.
Molts enzims es produeixen de manera d’enzims zimògens, inactius. Generalment els zimògens s’activen per un tall d’un tros de la seqüència, un trencament d’un enllaç covalent, i s’allibera la part de la proteïna ja activa. Una proteòlisi no és reversible, perquè trenquem un enllaç covalent i és irreversible. Quan ja no els necessitem hi haurà la seva degradació a través de la ubiquitinització… Alguns enzims utilitzen una combinació de sistemes de regulació ...

Comprar Previsualizar