1. 1
ENZIMAS
• Concepto de biocatalizador :
• Catalizador da materia viva
• Os biocatalizadores son os catalizadores das reaccións químicas que se producen
dentro e fóra das células dos organismos vivos.
• Concepto de catalizador :
• Substancias que rebaixan a enerxía de activación, acelerando a velocidade de
reacción, sen alterarse no proceso
• Non inflúen no equilibrio das reaccións
• Tipos de biocatalizadores :
• Enzimas ou fermentos
o Son moléculas proteicas fabricadas polo propio organismo e que actúan dentro e
fóra da célula
• Hormonas
o Son moléculas de natureza proteica ou lipídica sintetizadas polo propio
organismo pero que actúan lonxe do seu punto de orixe.
• Vitaminas
o Son moléculas sintetizadas polos vexetais e os microorganismos e que actúan
nos animais.
• Composición e estrutura dos enzimas :
• Son proteínas globulares
• posúen un grado elevado de especificidade polo substrato
• atúan en condicións moi suaves de temperatura e pH
• son solubles na auga
• Poden estar formados por :
• unha proteína simple
• unha proteína conxugada :
holoenzima = apoenzima + cofactor, grupo prostético ou coenzima
• O termo coenzima é o máis usado e emprégase cando o cofactor é unha
molécula orgánica unida mediante enlaces débiles ó apoenzima.
• Se a unión é permanente chámase grupo prostético
• E si se trata de ións ou moléculas moi sinxelas fálase de cofactor.
• As apoenzimas están constituídos por tres tipos de aminoácidos :
• Aminoácidos estruturais, sen función dinámica
• Aminoácidos de fixación, encargados de establecer enlaces débiles co substrato
2. 2
• Aminoácidos catalíticos que se unen ó substrato para realiza-la transformación do
mesmo en produto
• Os dous últimos grupos de aminoácidos forman o CENTRO ACTIVO e son os que interveñen
na reacción catalítica. O CENTRO ACTIVO é específico para un único substrato.
COENZIMAS :
• Son moléculas non proteicas que se unen aos apoenzimas para formar unha molécula activa
(holoenzima)
• Non son específicas do apoencima, pero si do tipo de reacción
• poden alterarse durante a reacción rexenerándose posteriormente,
NAD+ + 2H = NADH + H+
NAD+ + 2e- + 2 H+ = NADH + H+
• entre os coenzimas máis coñecidos temos :
• NAD+ (nicotinamin-adenin-dinucleótido), e o NADP+ (nicotinamin-adenin-
dinucleótido-fosfato), dous nucleótidos un de adenina e outro de nicotinamida
(niacina, B5) que é unha vitamina do grupo B. Actúan como vectores de protóns e
electróns en reaccións de oxidación - redución
• FAD (flavin-adenin-dinucleótido), dous nucleótidos, un de adenina e outro de
riboflavina, que tamén se coñece como vitamina B2. Tamén actúan como vectores de
protóns e electróns en reaccións de oxidación - redución
• CoA (CoA-SH), que actúa como transportador de radicais -acil (CH 3 - COOH) (acetil
- CoA). Na súa composición ademais dun nucleótido de adenina aparece o ácido
pantoténico (B3) que tamén é unha vitamina hidrosoluble do grupo B
• ATP, transporta grupos fosfato ademais de proporcionar enerxía.
• Ademais das vitaminas hidrosoluble do grupo B anteriormente citadas tamén actúan
como coenzimas :
• B1, coenzima das descarboxilasas
• B6 e B9 coenzima das transferasas
• B12, transfire grupos metilo
• Biotina, transfire grupos carboxilo
ACTIVIDADE ENZIMÁTICA :
ENZIMA + SUBSTRATO = ENZIMA-SUBSTRATO = ENZIMA + PRODUCTO
• O substrato é a substancia sobre a que actúa o enzima.
• O substrato sitúase no centro activo do enzima formando o complexo enzima-substrato
• Os aminoácidos de fixación manteñen este complexo o tempo necesario para que actúen os
aminoácidos catalíticos realizando a modificación do substrato (reacción enzimática)
• Como resultado da modificación do substrato obtense o produto, que como xan non encaixa
no centro activo abandona o enzima sen alteralo nin deformalo.
3. 3
CINÉTICA ENCIMÁTICA
FACTORES QUE MODIFICAN A ACTIVIDADE ENCIMÁTICA :
a) Temperatura :
• O aumento da temperatura favorece o movemento das
moléculas e con el a probabilidade de encontro entre elas, como
consecuencia aumenta a velocidade de reacción.
• A temperatura na que a velocidade de reacción é máxima
chámase temperatura óptima
• Cando a temperatura excede certo límite prodúcese a
desnaturalización do encima e a actividade enzimática cesa.
b) O pH do medio :
• Todos os enzimas actúan en marxes moi estreitas de pH
• Cando se exceden tanto por encima como por debaixo
estes límites, o enzima desnaturalízase e deixa de actuar
• Entre estes límites hai un pH (pH óptimo) no que a
actividade enzimática é maior.
• O pH óptimo varía duns enzimas a outros.
c)Concentración do substrato :
•A velocidade de reacción cuantifícase polo número de
moléculas de substrato transformadas na unidade de
tempo.
4. 4
• A eficacia dun enzima mídese pola velocidade de transformación do substrato en produto.
• A velocidade dunha reacción enzimática aumenta segundo se eleva a concentración do
substrato ata acadar a V máx., a partir dese momento mantense constante.
• A Vmáx. Acádase cando todo o enzima está ocupado polo substrato.
• Resulta moi complicado coñecer cal é a concentración de substrato necesaria para acadar
a velocidade máxima e por esta razón para expresar a eficacia dun enzima utilízase a Km
• Km constante de Michaelis-Menten, é a concentración do substrato necesaria para
alcanzar a metede da Vmax. e mide a afinidade do enzima polo substrato.
(Leonor Michaelis e Maud Menten, 1913)
d) Inhibición enzimática :
• Os inhibidores son determinadas substancias que
diminuen ou anulan a actividade enzimática, e pode ser :
o Irreversibles ou velenos : Son compostos que se unen
de maneira permanente ao centro activo dun enzima
anulando a súa capacidade catalítica.
o Reversibles : únense temporalmente ao enzima
impedindo a súa acción. Poden ser :
Competitivos, cando se unen ó centro activo
porque son semellantes ó substrato. Pódese anular
a súa inhibición aumentando a concentración do S.
Non competitivos, únense ó enzima fóra do centro
activo, pero deforman o enzima.
e) Enzimas alostéricos :
Alostérico = ALLO + STEREO, ALLO = outro, STEREO = sitio, Os enzimas alostéricos
teñen “outro sitio” ademais do centro activo.
O “outro sitio” chámase centro ou sitio regulador ou alostérico e a el únese o efector
ou modulador, que consiste nunha molécula que activa ou inhibe a actividade do enzima.
Os enzimas alostéricos presentan dúas conformacións estables, unha inactiva e outra
activa, pasando dunha a outra pola unión do modulador ó centro regulador
Os enzimas
alostéricos
pode ser de dous
tipos :
a. Os activados polo modulador (pode ser o substrato)
b. Os que son inhibidos polo modulador, xeralmente o produto. Neste caso o
proceso chámase retroinhibción ou inhibición feed-back e supón un aforro de
enerxía.
5. 5
Moitos enzimas alostéricos están formados por máis dunha cadea peptídica (estrutura
cuaternaria), cada unidade ten o seu centro activo, pero cando se activa unha delas
transmite o efecto ás outras cadeas (transmisión alostérica), aumentando
considerablemente a velocidade de reacción.
Especificidade dos enzimas:
Os enzimas presentan especificidade que pode ser:
a) De acción: un enzima só realiza un determinado tipo de reacción.
b) De substrato: neste caso a especificidade pode ser
Absoluta, cando o enzima só recoñece un tipo de substancias. Exemplo a
sacarasa
De grupo, cando o enzima actúa sobre diferentes moléculas pero co mesmo
enlace químico. Exemplo as peptidadas que rompen enlaces peptídicos.
Nomenclatura e clasificación dos enzimas .
Os enzimas toman o nome do substrato sobre o que actúan, do tipo de acción que realizan
ou de ambos á vez. Sempre se lle engade a terminación –asa como por exemplo:
Sacarasa
ADN sintetasa, ARN sintetasa
Aminoacil-ARNt-sintetasa
Ribulosa-1,5 difosfato-carboxilasa
