ENZIMAS Y COENZIMAS

v    En todas las células ocurren continua y simultáneamente muchas reacciones
      -    se llevan a cabo a un pH cercano a la neutralidad.
      -    ENZIMAS (grupo especializado de proteínas): principales responsables.

v    ENZIMAS
    *    Funcionan como catalizadores modifican la velocidad de una reacción sin ser
                                                                                  consumidas durante ella
                                                     . de naturaleza proteínica
    *    CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS REACCIONES ENZIMÁTICAS

-    constituyen la mayor parte de las proteínas celulares
-    aumentan la velocidad de las reacciones que ocurren espontáneamente
    (termodinámicamente posibles)
-    acortan el tiempo para alcanzar el equilibrio
-    muchas reacciones se realizan a una velocidad muy lenta por tener una barrera
    energética: ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
-  tienen un efecto acelerador que las capacita para disminuir la energía de activación
    * PARTES DEL SISTEMA ENZIMÁTICO
1. SUSTRATO Y PRODUCTOS
    SUSTRATO: molécula sobre la que actúa la enzima y cuya transformación está
                       condicionada por ella.

    PRODUCTO: molécula resultante de la acción de la enzima sobre el o los sustratos (a menudo se obtiene varios productos)

2. HOLOENZIMA, APOENZIMA Y COENZIMA
    HOLOENZIMA: Estructura formada por la apoenzima y la coenzima

    APOENZIMA: Enzima propiamente dicha de: - naturaleza proteica
                                                                            - peso molecular elevado
                                                                            - no dializable y termolábil
                        Hay de peso molecular bajo:
                        - con una sola cadena polipeptídica: Ribonucleasa
                                                                                  Papaína
                                                                                  Tripsina
                                                                                  Pepsina, etc.
                        - proteínas oligoméricas

    COENZIMA: Parte con unión débil y de fácil separación.
                        Con peso molecular bajo, dializable, termoestable y no proteica

    GRUPO PROSTÉTICO: Parte adherida más o menos laxa a la apoenzima

Los grupos prostéticos o las coenzimas actúan cediendo y recibiendo parte de los productos de la reacción alternativamente. Ejemplo: Los hidrógenos en las reacciones de óxido-reducción

La mayoría de las coenzimas son formas modificadas de las vitaminas

3. PROENZIMAS o ZIMÓGENOS
    Enzimas sintetizadas como precursores no funcionales

    Suelen activarse por la eliminación de un fragmento peptídico de su molécula
        Ejemplo: Pepsinógeno gástrico  Pepsina (al perder 44 aminoácidos)

4. ISOENZIMAS
    Formas moleculares (estructuralmente distintas) de una enzima

    Responsables de catalizar la reacción enzimática

    Difieren de los aminoácidos por su composición determinada genéticamente

5. ACTIVADORES, INHIBIDORES y MODULADORES
    Modifican la velocidad de las reacciones enzimáticas

    ACTIVADORES: Iones que aceleran la velocidad de una reacción
                              Son cationes: Mg2+,Mn2+, Ca2+,K+
                              En ocasiones se unen a la apoenzima, pero más común es su
                              combinación con el sustrato o la coenzima

    INHIBIDORES: Sustancias que disminuyen la velocidad de las reacciones
                            catalizadas por las enzimas

    MODULADORES: Moléculas que actúan sobre enzimas oligoméricas con
                            características de cooperatividad funcional
                            Influyen sobre la velocidad de las reacciones enzimáticas:

                            -POSITIVOS: estimulan la velocidad

                            -NEGATIVOS: inhiben la velocidad

    * NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN
        Se basan en la reacción química catalizada (propiedad específica de cada enzima)
    NOMENCLATURA: Cada enzima tiene 2 partes:
                                    1.- Nombre del sustrato
                                    2.- Tipo de reacción catalizada con la terminación ASA
    CLASIFICACIÓN: 6 grupos de enzimas.-
1.-  OXIDO-REDUCTASAS
Enzimas relacionadas con las oxidaciones y las reducciones biológicas
Hay varias subclases:
w Deshidrogenasas y oxidasasimportantes en los procesos oxidativos de la
                                                              respiración celular
w Peroxidasas usan agua oxigenada (H2O2) como oxidante
w Hidroxilasas incorporan átomos de oxígeno en los sustratos

2.-   TRANSFERASAS
Catalizan el traspaso de grupos químicos entre dos sustratos (excepto el hidrógeno)
Principales grupos:
w Metiltransferasas traspaso de grupos metilo entre 2 sustratos
w Aciltransferasas catalizan el traspaso de grupos acilo
w Glucosiltransferasascatalizan el traspaso de residuos de azucares
w Transferasasenzimas de la transferencia de grupos nitrogenados
w Quinasastraspaso de grupos fosfatos por medio del ATP

3.-   HIDROLASAS
Poseen la capacidad de introducir los elementos del agua, H y OH, en el sustrato atacado, produciendo así su rompimiento
Subclases importantes:
w Esterasasatacan diversas uniones éster
w Fosfatasasenzimas encargadas de la eliminación de fosfato
w Glicosidasassobre compuestos glucosídicos
w Enzimas activas sobre uniones peptídicas muy comunes en el aparato digestivo

4.-   LIASAS
Catalizan la introducción o la eliminación de un grupo químico a una doble ligadura.
Tienen varias subclases de acuerdo con la unión atacada y el grupo separado o añadido:
w Descarboxilasas aldehído-reductasas
w Cetoácido-liasa

5.-   ISOMERASAS
Catalizan diversos tipos de isomerización (óptica, geométrica, funcional, de posición)
Varias subclases:
w Racemasasresponsables de racemización de aminoácidos
w Epimerasasresponsables de epimerización de azúcares
w Isomerasas cis-trans modifican la configuración geométrica a
                                                            nivel de una doble ligadura
w Óxido-reductasas intramoleculares catalizan la interconversión de aldosas y
                                                          cetosas o cambian de lugar las dobles ligaduras
w Transferasas intramoleculares(mutasas) facilitan el traspaso de grupos
                                                            químicos de una parte a otra de la molécula

6.-   LIGASAS
Permiten la unión de 2 moléculas simultáneamente a la degradación del ATP u otro enlace químico, con la liberación de la energía necesaria para la unión de dichas moléculas
Grupos importantes:
w Acetil coenzima A sintetasaformadora de acetil-CoA a partir del
                                                                       acetato y coenzima A
w Enzimas activadoras de aminoácidos
 

v COENZIMAS     * FUNCIÓN DE LAS VITAMINAS
        - Sustancias indispensables para el funcionamiento adecuado de los seres vivos
        - Cuando faltan en la dieta producen: AVITAMINOSIS
        - Las vitaminas hidrosolubles del complejo B forman parte de la estructura de una
         coenzima o un grupo prostético.

    a NAD+ y NADP+

Coenzimas que contienen la vitamina nicotinamida a la cual se une una ribosa, 2 o 3 radicales, otra ribosa y una adenina.
- NADinterviene en reacciones degradativas donde se libera energía de los
                    sustratos atacados. Ejemplo: lactato, etanol
- NADPHparticipa en sistemas enzimáticos encargados de la biosíntesis de
                   diversos metabolitos. Ejemplo: ácidos grasos, el colesterol y otros
    a FMN y FAD
Son las formas activas de la riboflavina
        La riboflavina o vitamina B2, es una sustancia de color anaranjado formada por
        un alcohol derivado de la ribosa, el ribitol y un radical ácido, la flavina.
Son grupos prostéticos.
    a PIROFOSFATO DE TIAMINA
(Carboxilasa) Forma activa de la vitamina B1 o timina y actúa como coenzima de diversos sistemas enzimáticos.
    a FOSFATO DE PIRIDOXAL y FOSFATO DE PIRIDOXAMINA
- PIRIDOXINA: forma alcohólica de la PIRIDINA, también denominada PIRIDOXOL
- Forma química y nombres genéricos de la vitamina B6: PIRIDOXINA - PIRIDOXAL o PIRIDOXAMINA
Formas activas de la piridoxamina y que participan como coenzimas en diversas reacciones, especialemente en el metabolismo de los aminoácidos.
    a COENZIMA A
Contiene al ácido pantoténico (vitamina)
Además de ser un nucleótido de adenina, ribosa y fosfato, contienen mercaptoetilamina con su característico grupo funcional -SH.
Participa en gran número de reacciones, en especial con los radicales acilos -acetilo-, que en unión con esta coenzima, forma la acetil coenzima A que es clave en el metabolismo y para el ciclo de Krebs.
    a BIOCITINA
Es un péptido que forma parte de una proteína pequeña llamada "proteína acarreadora de carboxilbiotina", la cual es carboxilada y así puede carboxilar a otras sustancias.
    a LIPOIL-LISINA
Forma activa de la vitamina conocida como "ácido lipoico".
    a ÁCIDO FÓLICO
Puede formar parte de diversas estructuras parecidas todas con un radical de pteridina unido al del ácido para-aminobenzoico para formar el radical del ácido pteroico.
    a COFACTORES CON VITAMINA B12
La vitamina B12 es el antiguo "factor anti-anemia perniciosa"
- Formada por anillos pirrólicos unidos a un nucleótido con ribosa
- Interviene en la reducción del carbono 2' de los ribonucleótidos para formar desoxirribonucleótidos.
Cuadro 3-2 Coenzimas
Nombre Abreviatura Vitamina presente Grupo acarreado en forma  Enfermedad en humanos por carencia
Dinucleótido de nicoti- namida y adenina NAD+ Nicotinamida Hidruros (H-) Pelagra
Fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina NADP+ Nicotinamida Hidruros (H-) Pelagra
Mononucleótido de riboflavina FMN Riboflavina Hidrógenos (H2) Queilosis, glositis, dermatitis seborreica, etc.
Dinucleótido de flavina y adenina FAD Riboflavina Hidrógenos (H2) Queilosis, glositis, dermatitis seborreica, etc.
Pirofosfato de tiamina TPP Tiamina Aldehídos Beriberi
Lipoil-lisina Ácido lipoico Acilos No se conoce
Coenzima A CoA Ácido pantoténico Acilos No se conoce
Fosfato de Piridoxal o piridoxal-5-fosfato P5P Piridoxina Amino (de aminoácidos) ¿Cuadros convulsivos?
Biotina --- Biotina CO2 No se conoce
Tetrahidrofolato FH4 Ácido fólico Fragmentos de un carbono Anemia macrocítica
Coenzima B12 --- B12 Metilos Anemia perniciosa
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