Regulación+de+la+actividad+enzimatica

BIOQUÍMICA I
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
 Una célula dispone de determinadas materias primas y
de ellas debe producir productos específicos.
 Como en una fabrica esta maquinaria que facilita esta
transformación en las célalas son las enzimas.
 En una misma célula coexisten sustratos y
enzimas de reacciones de síntesis y
degradación.
 Las enzimas suelen estar dispuestas en líneas de
ensamblaje para llevar a cabo los pasos esenciales
necesarios en una ruta metabólica.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
 Para que el metabolismo sea armónico y adecuado a las
necesidades celulares, es necesaria la regulación
enzimática.
 Esta regulación se puede realizar sobre la actividad de
enzimas ya sintetizadas o sobre la cantidad de enzima.
 La cantidad se modifica por degradación o por síntesis
de las enzimas.
 En las células eucariotas la compartimentación es otra
forma de regular el funcionamiento simultáneo de
distintas reacciones; por ejemplo la degradación de los
ácidos grasos ocurre en la mitocondria y su síntesis en el
citoplasma.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
 Cualquiera de estos mecanismos son lentos y por eso
se necesitan otras formas de regulación.
 La actividad de las enzimas puede ser modificada por
la acción de inhibidores, por la acción de
moduladores alostéricos sobre enzimas alostéricas o
por modificación covalente de la enzima.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
1. CONTROL A NIVEL DE SUSTRATO
 Consiste en una regulación donde interactúan
(compiten) directamente los sustratos y los productos
por la enzima de la reacción.
 El producto puede actuar como inhibidor competitivo
del sustrato. Ejemplo: la fosforilación de la glucosa,
donde la hexoquinasa es inhibida por la glucosa-6fosfato.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
2. CONTROL POR RETROACCCIÓN
 La célula puede controlar la generación de un
producto final de una ruta metabólica mediante la
activación o inhibición de un paso de la ruta.
 El aumento de la concentración del producto final
produce la inhibibión de la primera enzima de la
ruta metabólica.
 Este mecanismo evita ala acumulación de los
productos intermediarios de una ruta y evitar efectos
indeseables sobre el metabolismo.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
3. REGULACIÓN ALOSTÉRICA

La regulación del conjunto de la vía está a cargo de
enzimas reguladoras o enzimas alostéricas.
 Las enzimas alostéricas catalizan pasos ubicados al
principio de la vía o en puntos de ramificación de la
misma y su actividad está modulada por la unión de
moléculas fisiológicamente importantes que se
conocen como efectores o moduladores.
 Estas enzimas tienen muchas veces estructura
cuaternaria y cada molécula de enzima tiene varios
sitios activos.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
3. REGULACIÓN ALOSTÉRICA
 Además de los sitios activos, estas enzimas tienen
sitios alostéricos a los que se unen los moduladores
alostéricos.
 La unión del modulador al sitio alostérico origina
cambios conformacionales que se trasmiten a través
de la molécula de la proteína hasta el sitio activo
alterando las propiedades catalíticas de la enzima.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
3. REGULACIÓN ALOSTÉRICA
 Las enzimas alostéricas presentan homoalosterismo y
heteroalosterismo.
-
Homoalosterismo: la unión de una molécula de sustrato al primer
sitio activo produce un aumento de afinidad del segundo sitio por otra
molécula de sustrato y así sucesivamente (efecto cooperativo).
Ejemplo la hemoglobina por el O2
-
Heteroalosteriamo: Regulación de la actividad enzimática por la
unión de otras moléculas efectoras (efectores heteroalostéricos:
inhibidores o activadores). Ejemplo la hemoglobina por elCO2, BPG,
H+ .
 Los que incrementan la actividad catalítica, se conocen como
moduladores positivos y los que disminuyen la actividad
catalítica se conocen como moduladores negativos.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
4. REGULACIÓN MEDIANTE MODIFICACIONES
COVALENTES
 En muchos casos no es suficiente la modulación
alostérica para la regulación de todas las vías
metabólicas.
 Existen enzimas que se regulan por el pasaje de una
forma activa a inactiva debido a la formación o
rotura reversible o irreversible de enlaces
covalentes. Esta es una modificación covalente
reversible.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
4. REGULACIÓN MEDIANTE MODIFICACIONES
COVALENTES
 Por eso algunas enzimas tienen un mecanismo rápido
de regulación que permite el pasaje de una forma
activa a una forma inactiva.
 Un ejemplo de este tipo de regulación es la unión de
un grupo fosfato a un – OH (fosforilación) de un
residuo de aminoácido de la molécula de enzima que
permite la transformación de una forma en otra.
REGULACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA CÉLULA
4. REGULACIÓN MEDIANTE MODIFICACIONES
COVALENTES
 La transformación de zimógenos en enzimas activas
es un tipo de modificación covalente irreversible.
 Esto ocurre en enzimas en las que se elimina parte de
la cadena proteica y, como consecuencia, el nuevo
ordenamiento (plegamiento) permite la formación
del sitio activo en la molécula.
 Este es el caso de la transformación de pepsinógeno,
tripsinógeno o
quimiotripsinógeno en enzimas
proteolíticas activas.