Sin t

1
Regulación de la actividad enzimática, 1
2
Regulación de la actividad enzimática
I. Sobre e0 Regulación de la concentración
enzimática II. Sobre Km y k2 Regulación de la
actividad intrínseca de la enzima 1.
Regulación alostérica 2. Regulación por
modificación covalente
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Regulación alostérica
Procesos a nivel celular regulación de ajuste
fino de la actividad enzimática, a través de
efectos de retroalimentación (negativa o positiva)
Regulación por modificación covalente
Procesos a nivel supracelular (orgánico)
regulación a gran escala de actividades
enzimáticas, a través de modificación covalente
de enzimas, provocadas por señales (transducción
de señales)
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Retroalimentación negativa en vías metabólicas, 1
Síntesis de Isoleucina
a-cetobutirato
Thr
Ile
Treonina desaminasa
El producto final de la ruta, Isoleucina, inhibe
a la primera enzima de la misma, Treonina
desaminasa
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Retroalimentación negativa en vías metabólicas
Síntesis de pirimidinas
ATP
Asp CP
Carbamil aspartato
CTP
ATCasa
El producto final de la vía, CTP (citidin
trifosfato) inhibe a la primera enzima de la ruta
metabólica, Aspartato transcarbamilasa Al mismo
tiempo, dicha enzima puede ser activada por ATP
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Rutas metabólicas controladas por
retroalimentación
Enzima
Ruta
Inhibidor
Glicolisis Fosfofructokinasa ATP Neoglucogénesis
FBP fosfatasa AMP Bios. Ács. Grasos AcetilCoA
carboxilasa AcilCoA Bios. Colesterol HMGCoA
reductasa Colesterol Bios. Purinas PRPP
sintetasa AMP,GMP,IMP
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En el estudio de las enzimas controladas por
realimentación negativa, se comprobaron una serie
de regularidades en las mismas 1. Primer paso
de una ruta metabólica o punto de ramificación 2.
Enzimas de naturaleza compleja subunidades la
enzima puede desensibilizarse a sus
inhibidores por diversos métodos. 3. Los
inhibidores se comportan como competitivos
(elevan el valor de la Km aparente, pero sin
embargo no son análogos estructurales del
substrato
Estas últimas características lleva al concepto
de alosterismo Una acción sobre la actividad
enzimática que se desarrolla fuera del Centro
Activo (Jacob y Monod, 1960)
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Centro activo
Centro alostérico
Centro activo
Centro alostérico
i
Cuando el inhibidor ocupa el centro alostérico,
tiene lugar un cambio conformacional en el centro
activo que impide la fijación del substrato
En ausencia de inhibidor, el substrato se fija
normal- mente al centro activo
Inhibición alostérica
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Otra característica importante de las enzimas
alostéricas es que presentan cinéticas anómalas,
normalmente cinéticas sigmoides
v
La presencia de una sigmoide implica la
existencia de cooperatividad en la fijación del
substrato
s
10
La cooperatividad (positiva) consiste en que la
fijación de una molécula de substrato favorece la
fijación del siguiente, y así hasta ocuparse toda
la molécula
s
s
s
s
s
s
s



s
s
s
1
2
3
En términos de Km veríamos que Km1 gt Km2 gt Km3
Existe también cooperatividad negativa, cuando la
fijación de una molécula de substrato dificulta
la fijación del siguiente.
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El comportamiento cooperativo implica 1. Que
hay más de un sitio de fijación de substrato
por molécula de enzima (estr.cuaternaria) 2.
Que hay interacciones entre los sitios de fijación
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Un sistema alostérico clásico es la Hemoglobina
1. La fijación de su substrato, O2, es de tipo
sigmoide 2. La fijación del substrato puede
inhibirse por efectores (H, CO2, 2,3-BPG)
que no actúan sobre el Centro Ac- tivo
(grupo hemo) 3. Las subunidades, por separado,
presentan cinética michaeliana en la fijación
de O2
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Mioglobina
Hemoglobina
14
(Efecto Bohr)
pH 7.0
pH 7.4
pH 6.6
15
0
0.1 mM
1 mM
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( Activador)
V
(sin efectores)
V0
( Inhibidor)
V-
17
Los efectores alostéricos operan sobre el grado
de cooperatividad del sistema
- Los inhibidores alostéricos aumentan el grado
de cooperatividad - Los activadores
alostéricos disminuyen el grado de
cooperatividad a concentraciones elevadas de
activador, la cinética pasa a ser michaeliana,
y deja de ser sigmoide.
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Ecuación de Hill
h gt 1, cooperatividad positiva
h 1, no hay cooperatividad
h lt 1, cooperatividad negativa
Obsérvese que para h1, esta ecuación se reduce a
una forma normalizada de la ecuación de
Michaelis-Menten
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Modelo MWC
Forma R
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
L
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
Forma T
20
a Concentración normalizada de substrato,
s/Km L Constante alostérica a mayor valor de
L, mayor grado de cooperatividad
(positiva) n Número de sitios de fijación de
substrato