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Enzimas

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Enzimas

  1. 1. ENZIMAS Y VITAMINAS CIC JULIO SÁNCHEZ
  2. 2. 1.- CONCEPTO DE ENZIMALos enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamenteson proteínas Como catalizadores , los enzimas actúan en pequeñacantidad y se recuperan indefinidamente No llevan a cabo reaccionesenergéticamente desfavorables. No modifican el sentido de losequilibrios químicos, sino que aceleran su consecuciónPueden estar formados sólo por cadenas polipeptídicas o contener otrosgrupos no proteicos; en este último caso la parte proteica recibe elnombre de apoenzima.La parte no proteica recibe el nombre de grupo prostético si la unión espermanenteSi la unión no es permanente recibe el nombre de cofactor si es un catiónmetálico (Fe2+, Ca2+) y coenzima si es una molécula orgánica( vitaminas) CIC JULIO SÁNCHEZ
  3. 3. La apoenzima se encarga de proporcionar la estructura espacialque permite la unión de los sustratos y el grupo no proteico elque realiza la catálisisLas enzimas por ser proteínas sufren la desnaturalización y secaracterizan por su elevada especificidad:Especificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobrela que el enzima ejerce su acción catalítica. Hay enzimas quepresentan una especificidad absoluta actuando sobre un solosustrato o enzimas que actúan sobre sustratos con el mismogrupo funcional Especificidad de acción. Cada reacción está catalizada por unenzima específico CIC JULIO SÁNCHEZ
  4. 4. 2.-MECANISMO DE LAS REACCIONES ENZIMÁTICASPara que una reacción química tenga lugar deben romperse yformarse nuevos enlaces. En el estado en que las moléculasdebilitan sus enlaces y están comenzando a formarse los nuevos sele conoce como estado de transición o activadoA la energía necesaria para llegar al estado de transición se le llamaenergía de activación CIC JULIO SÁNCHEZ
  5. 5. La acción catalizadora de las enzimas consiste en rebajar la energía de activación para llegar antes al estado de transiciónEsa rebaja de la energía de activación se consigue favoreciendo laaproximación de las moléculas de los reactivosLa reacción catalizada se produce en tres etapas:1:- Unión de la enzima al sustrato para formar el llamado complejoenzima-sustrato. La unión se realiza en una zona especifica de laenzima llamada centro activo CIC JULIO SÁNCHEZ
  6. 6. Hay dos teorías acerca del acoplamiento: · la teoría de la llave-cerradura · teoría del acoplamiento inducidoLa unión con el sustrato consigue debilitar los enlaces de éste2.- Una vez formado el complejo ES, el cofactor o coenzimalleva a cabo la reacción y se obtiene el producto final3.- Liberación del producto del centro activo CIC JULIO SÁNCHEZ
  7. 7. CIC JULIO SÁNCHEZ
  8. 8. 4.-NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMASLa forma más correcta de nombrar a los enzimas es la siguiente:1º. Se nombra el sustrato sobre el que actúa.2º. A continuación el nombre del coenzima, si lo hay.3º. Por último la función que realiza acabado en asa. (Ej. Lactatonicotidín deshidrogenasa. Generalmente el nombre del coenzima no seescribe, de modo que quedaría: Lactato deshidrogenasa)A los enzimas se les ha dividido en 6 grupos según el tipo reacciónque catalizan. A cada uno de estos grupos se les designa con elnombre de la reacción acabado en asa.1. Óxido-reductasas( Reacciones de oxido-reducción).Deshidrogenasas, oxidasas2. Transferasas(Transferencia de grupos funcionales) grupos aldehidos guposacilos grupos glucosilos grupos fosfatosTransaminasas, transcarboxilasas CIC JULIO SÁNCHEZ
  9. 9. 3. Hidrolasas(Reacciones de hidrólisis)Carbohidrasas, esterasas, peptidasas, nucleasas4. Liasas(Adición a los dobles enlaces)Aminasas, carboxilasas, hidratasas5. Isomerasas(Reacciones de isomerización)6. Ligasas(Formación de enlaces, con aporte de ATP CIC JULIO SÁNCHEZ
  10. 10. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA.1. Temperatura.La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperaturaóptima. Sin embargo, al ser proteínas, a partir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por el calor, y la actividad enzimática decrece rápidamente hasta anularse 2.-pH. Cada enzima necesita unos valores límites (máximos y mínimos) para poder desarrollar su actividad. Traspasados estos valores, la enzima se desnaturaliza y pierde su actividad CIC JULIO SÁNCHEZ
  11. 11. COENZIMASLos coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, quese unen mediante enlaces débiles y de forma temporal alapoenzima (forma inactiva del enzima) y forman elholoenzima (forma activa). Se alteran durante la reacciónenzimática, pero una vez acabada se regeneran de nuevovolviendo a ser funcionalesLos coenzimas son portadores de diferentes gruposquímicos, actuando en las reacciones enzimáticas comodadores o receptores de dichos grupos. No suelen serespecíficos de un solo tipo de apoenzima. Algunoscoenzimas son nucleótidos o derivados de nucleótidos, ypueden tener en su composición vitaminas. CIC JULIO SÁNCHEZ
  12. 12. Tipos de coenzimasAunque existen muchos tipos de coenzimas los 2 grupos másimportantes son:1. Coenzimas que intervienen en las reacciones deóxidorreducción. Actúan transfiriendo H+ y e- de unossustratos a otros. Aquí se incluyen:Piridín-nucleótidos. Tienen en su composición vitamina P-P(nicotinamida). En este grupo se incluye:NAD Y NADP-Flavin-nucleótidos: Tienen en su composición riboflavina ovitamina B2. Aquí se incluyen: FMN y FAD (2. Coenzimas que intervienen en reacciones de transferenciade grupos químicos. Los más importantes son:Nucleótidos trifosfatos. El más importante de todos es eladenosín trifosfato (ATP) hay otros como CTP, UTP, etc.Coenzima A (CoA-SH). Interviene en la transferencia degrupos acetil de unos sustratos a otros. Contiene en sucomposición ácido pantoténico o vitamina B5. CIC JULIO SÁNCHEZ
  13. 13. 5.- VitaminasSon moléculas ( de fórmulas muy variadas) imprescindiblespara los organismos que se presentan en cantidades muypequeñas y no pueden ser sintetizadasSon sustancias lábiles, ya que se alteran fácilmente porcambios de temperatura y pH, y también por almacenamientosprolongados.Los vegetales, hongos y microorganismos son capaces deelaborarlas por sí mismos. Los animales, salvo algunasexcepciones, carecen de esta capacidad, por lo que debenobtenerlas a partir de los alimentos de la dieta. En algunoscasos los animales obtienen algunas vitaminas a través de susparedes intestinales, cuya flora bacteriana simbionte lasproducen. CIC JULIO SÁNCHEZ
  14. 14. Las necesidades vitamínicas varían según las especies, con la edady con la actividad.Ciertas vitaminas son ingeridas como provitaminas (inactivas) yposteriormente el metabolismo animal las transforma en activas(en el intestino, en el el hígado, en la piel, etc..), tras algunamodificación en sus moléculasLos transtornos orgánicos en relación con las vitaminas se puedenreferir a:Avitaminosis.- si hay carencia total de una o varias vitaminas,Hipovitaminosis.- si hay carencia parcial de vitaminas,Hipervitaminosis.- si existe un exceso por acumulación de una ovarias vitaminas, sobre todo las que son poco solubles en agua y,por tanto, difíciles de eliminar por la orina. CIC JULIO SÁNCHEZ
  15. 15. Las vitaminas se designan utilizando letras mayúsculas, el nombrede la enfermedad que ocasiona su carencia o bien el nombre de suconstitución química.Clásicamente se establecen 2 grupos según su capacidad dedisolución en agua o en las grasas o disolventes de éstas. Así, sehabla de: vitaminas hidrosolubles y liposolubles respectivamentea) Vitaminas liposolublesSon vitaminas no solubles en agua y químicamente se trata delípidos insaponificables, caracterizados por su incapacidad paraformar jabones, ya que carecen en sus moléculas de ácidos grasosunidos mediante enlaces éster.Pueden acumularse fácilmente( hipervitaminosis)a.1) La vitamina A se conoce también como Retinol oAntixeroftálmica.Es un diterpeno (C20 H32), que puede presentar dos formas CIC JULIO SÁNCHEZ
  16. 16. Es una sustancia antioxidante, ya que elimina radicales libresy protege al ADN de su acción mutágena, contribuyendo, portanto, a frenar el envejecimiento celular.-Participa en la protección y mantenimiento de los tejidosepiteliales (piel, mucosas,..)Es imprescindible para la regeneración de la rodopsina, cuyadescomposición por la luz permite la visión del ojo.Déficit (alteraciones carenciales):-En niños y jóvenes ocasiona retardo del crecimiento.-Desecación epitelial, especialmente en la mucosa conjuntivaldel ojo (Xeroftalmia) que hace opaca la córnea y provoca suagrietamiento, produciendo ceguera y facilitando lasinfecciones del ojo. CIC JULIO SÁNCHEZ
  17. 17. Falta de regeneración del pigmento visual (Hemeralopía o"ceguera nocturna").Exceso:-La ingestión de grandes cantidades de esta vitamina puede darlugar a alteraciones como escamaciones de la piel, caída delpelo, debilidad, ahogos, vómitos, etc...a.2) La vitamina E se denomina también Tocoferol o vitaminaAntiestéril. Es un diterpeno (C20 H32) que puede presentar tresformas moleculares: , y -tocoferol CIC JULIO SÁNCHEZ
  18. 18. Tiene capacidad antioxidante frente a los radicales libres. Pareceser que desempeña cierta actividad protectora para ciertasmoléculas lipídicas (ácidos grasos,...) al impedir su oxidación,retardando el catabolismo celular. Actúan, por tanto, contra elenvejecimiento celular, contribuyendo, por extensión, al aumentode la longevidad.-En algunos animales se ha comprobado su contribución en lanormalización de los procesos de fertilidad.Déficit (alteraciones carenciales):-Aceleración del catabolismo de ácidos grasos, por aumento delconsumo de oxígeno a nivel celular. Estos procesos estanrelacionados con el envejecimiento celular.-En algunos animales: esterilidad; trastornos de motilidad(parálisis, distrofia muscular,...) CIC JULIO SÁNCHEZ
  19. 19. a.3) La vitamina K, Naftoquinona, fitomenadiona oAntihemorrágicaEs un diterpeno (C20 H32)con cuatro formas moleculares: K1, K2, K3,K4 (ésta última se ha obtenido sinteticamente y es la más activa delgrupo).Participa en el mecanismo de coagulación de la sangre,concretamente en la síntesis de protrombina, proceso que tienelugar en el hígado. La protrombina es la molécula precursora de latrombina o enzima que transforma el fibrinógeno en fibrina. Lafibrina es una proteina necesaria para la coagulación de la sangre.Déficit (alteraciones carenciales):-Hemorragias CIC JULIO SÁNCHEZ
  20. 20. a.4) La vitamina D, Calciferol o Antirraquítica.Es un esteroide con cuatro formas moleculares: D2 (calciferol),D3(colecalciferol), D4, D5. Los seres humanos podemos obtener lasvitaminas D2 y D3 a partir de provitaminas de origen vegetal (ergosterol)o animal (7-deshidrocolesterol), respectivamente, que se activan en lapiel por la acción de los rayos ultravioleta, cuando tomamos "baños desol".Regula la absorción intestinal de calcio (Ca) y fósforo (P); laconcentración de éstos bioelementos en la sangre, y por tanto, laestabilidad y formación ósea.Déficit (alteraciones carenciales):-En niños, las perturbaciones en la osificación de los huesos producendeformaciones en los mismos (Raquitismo) y en adultos,reblandecimiento óseo (Osteomalacia).Exceso:-Trastornos digestivos (vómitos, diarreas,..) y calcificaciones en el riñón, CIC JULIO SÁNCHEZ
  21. 21. B) hidrosolublesSon sustancias solubles en agua. Se trata de coenzimas oprecursores de coenzimas, necesarias para muchas reaccionesquímicas del metabolismo.Fácilmente eliminables ( déficit) 1.-La vitamina C, Acido Ascórbico o vitamina Antiescorbútica. -Es un agente antioxidante, eliminador de radicales libres en el metabolismo celular. -Actúa como coenzima en la síntesis del colágeno y de la sustancia intercelular cementante de los capilares sanguíneos. -Estimula las defensas contra las infecciones. -Es indispensable para el buen funcionamiento de las hormonas antiestrés producidas por las glándulas suprarrenales. CIC JULIO SÁNCHEZ
  22. 22. Déficit (alteraciones carenciales):-Hinchamientos y hemorragias en las encías, con caída de dientes(Escorbuto).-Hemorragias en los capilares.-Mayor propensión a las infecciones. 2.-La vitamina B1, Tiamina, Aneurina O Antiberibérica. -Es un coenzima de las descarboxilasas (en la oxidación de los -cetoácidos) y de las enzimas que transfieren grupos aldehído. -Desempeñan un papel fundamental en el metabolismo oxidativo de los glúcidos y lípidos, es decir, en la producción de energía. CIC JULIO SÁNCHEZ
  23. 23. Déficit (alteraciones carenciales):-Degeneración de las neuronas,que se manifiesta en una debilidadmuscular, hipersensibilidad, pérdida de reflejos, insuficienciacardíaca, falta de apetito, edemas y, en casos extremos, la muerte.Este cuadro sintomático es conocido como Beriberi.3.- La vitamina B2 o Riboflavina.Forma parte de las coenzimas FAD y FMN, que participan en losprocesos de obtención de energía, en la respiración celular.-Ejerce un papel importante en el mantenimiento de las mucosas yde la piel.Déficit (alteraciones carenciales):-Dermatitis y lesiones de las mucosas (lengua, labios, córnea,comisuras de la boca,...) CIC JULIO SÁNCHEZ
  24. 24. 4.- La vitamina B3, Niacina, Ácido Nicotínico, Factor PP ovitamina antipelagrosa.-Forma parte de las coenzimas NAD y NADP que actúan conenzimas en los procesos de oxidación de glúcidos y prótidos, en larespiración celular.-Es un vasodilatador que mejora la circulación sanguínea.-Participa en el mantenimiento fisiológico del sistema nervioso, lapiel, la lengua y el sistema digestivoDéficit (alteraciones carenciales):-Pelagra o síntoma de las tres D (dermatitis, diarrea y demencia).5.-La vitamina B5, Ácido pantoténico, o vitamina W.-Forma parte de la Coenzima A, que actúa en la activación deciertas moléculas que intervienen en el metabolismo energético.-Necesaria para la síntesis de hormonas antiestres, a partir del CIC JULIO SÁNCHEZcolesterol.
  25. 25. -Necesaria para la síntesis y degradación de los ácidos grasos.-Necesaria para la formación de anticuerpos.-Necesaria para la biotransformación y detoxificación de lassustancias tóxicas.Déficit (alteraciones carenciales):-Síndrome de los "pies ardorosos" (dolores, quemazón ypalpitación de los pies)-Alteraciones nerviosas y circulatorias.6.-La vitamina B6 o Piridoxina.Su forma activa, el piridoxal fosfato, actúa como coenzima de lasenzimas transferasas implicadas en el metabolismo(transaminaciones) de los aminoácidos. Muchas de estas accionesestán encaminadas a la síntesis de neurotransmisores. CIC JULIO SÁNCHEZ
  26. 26. Déficit (alteraciones carenciales):-Anemia, depresión, convulsiones, fatiga, inflamación de losnervios periféricos, alteraciones de la piel,...7.-La vitamina B8, vitamina H o biotina.-Es un coenzima que participan en la transferencia de gruposcarboxilo (-COOH).-Interviene en las reacciones que producen energía y en elmetabolismo de los ácidos grasos poliinsaturados.-Es necesaria para el crecimiento y el buen funcionamiento de lapiel y sus órganos anexos (pelo, glándulas sebáceas, glándulassudoríparas) así como para el desarrollo de las glándulas sexuales.Déficit (alteraciones carenciales):-Dermatitis, dolores musculares, anemia, aumento de colesterol ensangre, ... CIC JULIO SÁNCHEZ
  27. 27. 8.-La vitamina B9 o Ácido Fólico.Actúa como coenzima de las enzimas que participan en latransferencia de grupos monocarbonados.-Interviene en la síntesis de purinas y pirimidinas, y por ello,participa en el metabolismo del ADN y ARN y en la síntesis deproteínas.-Es un factor antianémico, porque es necesaria para la formación delas células sanguíneas, concretamente, de los glóbulos rojos.Déficit (alteraciones carenciales):-En niños, se detiene el crecimiento y disminuye la resistencia aenfermedades.-En adultos, provoca anemia, irritabilidad, insomnio, pérdida dememoria, disminución de las defensas,... CIC JULIO SÁNCHEZ
  28. 28. 9.-La vitamina B12 o cobalamina.Interviene en la síntesis de ADN, ARN y proteinas.-Actúa en la formación de glóbulos rojos.-Participa en el mantenimiento de la vaina de mielina de las célulasnerviosas y en la síntesis de neurotransmisores.-Es necesaria para la movilización (oxidación) de las grasas y paramantener la reserva energética de los músculos.Déficit (alteraciones carenciales):-Escasez y anormalidad en la formación de glóbulos rojos (Anemiaperniciosa).-Psicosis, degeneración nerviosa, desarreglos menstruales, úlcerasen la lengua y excesiva pigmentación en las manos (sólo afecta alas personas de color). CIC JULIO SÁNCHEZ
  29. 29. CIC JULIO SÁNCHEZ

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