CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS

Nomenclatura
• Muchos se denominan utilizando el sufijo ”asa” a
continuación del nombre del sustrato
Ej: Ureasa
CLASIFICACIÓN DE
ENZIMAS
TEMA 15
DNA polimerasa
• Existen también nombres que no se refieren al
sustrato
Ej: pepsina; tripsina.
Acuerdo Internacional
NOMENCLATURA
(4 dígitos)
NOMENCLATURA: nº clasificativo de 4 dígitos
SUSTRATO + TIPO DE REACCIÓN + ASA
1955 - Comisión de Enzimas (EC) de la Unión Internacional
de Bioquímica y Biología Molecular(IUBMB) → nombra y
clasifica. Clasificación funcional sistemática.
http://expasy.org/enzyme/
Cada enzima → código con 4 dígitos que la caracteriza o tipo
de reacción catalizada:
1° dígito - clase
2° dígito - subclase
3° dígito - sub-subclase
4° dígito - indica sustrato
CLASIFICACIÓN
( 6 clases)
Número de Clasificación y Nomenclatura
E.C. 2.7.1.1
2 - clase - Transferasas
7 - subclase - Fosfotransferasas
1 - sub-subclase – Fosfotransferasa, que transfiere
grupo fosfato y utiliza grupo hidroxilo como aceptor
1 – nº de serie asignado arbitrariamente, indica ser
una D-glucosa el aceptor del grupo fosfato
Nombre trivial: Hexoquinasa
ATP + D-glucosa
ADP + D-glucosa- 6- fosfato
Nombre sistemático:
sistemático ATP: glucosa fosfotransferasa
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CLASIFICACIÓN DE LAS
ENZIMAS
En función de su acción catalítica específica,
dintiguimos 6 grandes grupos o clases:
• Clase 1: OXIDORREDUCTASAS
Grupo 1: Oxidorreductasas
• Catalizan reacciones de oxidorreducción
Ared + Box
AH2 + B
Aox + Bred
A
+ BH2
• Clase 2: TRANSFERASAS
A : es el reductor o dador electrónico
• Clase 3: HIDROLASAS
B : es el oxidante o aceptor electrónico
• Clase 4: LIASAS
• Clase 5: ISOMERASAS
• Clase 6: LIGASAS
Dador: Aceptor oxidorreductasa
• Transferencia de hidrógeno (H)
• En las reacciones redox, siempre tienen que estar
presentes a la vez el aceptor y el dador electrónico.
Esquema de oxidorreductasas
Glucosa : O2 oxidorreductasa EC 1.1.3.4
Dador
Aceptor
Nombre común:
Glucosa oxidasa
• El nombre recomendado por la IUBMB es el
de deshidrogenasas ó reductasas
• Las subclases se forman según la naturaleza del dador:
1.1 CH-OH
1.2 CHO
1.3 CH-CH
1.4 CH-NH2
1.5 C-NH-
1.6 NADH y NADPH
Ejemplos: succinato deshidrogenasa o la
citocromo c oxidasa.
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Nomenclatura en oxidorreductasas:
1.2. Oxidasas
1.1. Alcohol Deshidrogenasas = alcohol NAD+
oxidorreductasas
Transfieren 2 e- desde un dador al oxígeno
(aceptor), formandose H2O2.
O
R-CH2-OH + NAD+
R-C
H
+ NADH + H+
Ej: oxidación de glucosa
δ-Gluconolactona + H2O2
β-D-Glucosa + O2
Glucosa oxidasa
NAD+ : nucleótido derivado de la piridina. Coenzima que
transporta equivalentes de reducción. Transporta 2e- y 1H+
1.13.Oxigenasas
Incorporan 2 átomos de O2 a un solo sustrato.
1.11.Peroxidasas
Utilizan H2O2 como oxidante en lugar de O2
Ej:catecol oxigenasa
Ej: NADH peroxidasa
Hidroxilasas: incorporan 1 átomo de O2 en el sustrato y el
NADH + H+ + H2O2
otro forma H2O
NADH peroxidasa
NAD+ + 2H2O
Progesterona + O2 + NADPH + H+
Catalasa : el H2O2 sirve tanto de dador como de aceptor
R- CO-CH3
En la célula destruye el peróxido de hidrógeno
H2O2 + H2O2
O2 + 2 H2O
Desoxicorticosterona + NADP+ + H20
R- CO-CH2 OH
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Grupo 2: Transferasas
Catalizan reacciones de transferencia de grupo químico
(distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro, según la
reacción: :
ATP: D-Hexosa Fosfotransferasa EC 2.7.1.1
A + B-X
A-X + B
Nombre común: hexoquinasa
Ejemplo de la hexoquinasa
Cataliza la reacción siguiente:
glucosa + ATP
Dador: Aceptor - Grupo transferido - transferasa
ADP + glucosa-6-fosfato
Clasificación de las transferasas
• Grupos transferidos: amino, acilo, fosfato, glucosilo y
grupos monocarbonados
2.6. Aminotransferasas = Transaminasas
Transfieren grupos amino desde un aa a un cetoácido aceptor
GPT=ALT
Ac. L-Glu + Ac. Pirúvico
CH-NH2
CH3-CO-COOH
Ac. α-ceto glutárico + Ala
C=O
CH3-CH-COOH
NH2
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Clasificación de las transferasas
2.4. Glucosil transferasa. Transfieren grupo glucosilo
activado con UDP
2.7. Quinasas. Transfieren grupo fosforilo desde ATP u
otro nucleósido trifosfato a grupos aceptores alcohol o
amino
Ej. Glucosil transferasa
Ej.hexoquinasa= fosforilasa quinasa
Glucosil transferasa
UDP-glucosa + Glucógeno iniciador
Glucógeno + UDP
prolongado en una
unidad de glucosa
Fosforilasa quinasa
Glucógeno fosforilasa b
inactiva
2ATP
2ADP
Glucógeno fosforilasa a
activa
Glucógeno fosforilasa
Glucógeno n+ Pi
Glucógeno n-1+ G-1-P
Uracilo
CH2OH
CH2OH
O
OH
Glu- P - P -Ribosa
OH
OH
CH2OH
O
O-Rn
OH
OH
O
O
OH
OH
O-Rn
OH
Hexoquinasa
ATP + Glucosa
ADP + G-6-P
Grupo 3: Hidrolasas
• Catalizan reacciones en las que participa una molécula
de H2O. Clase especial de transferasas en las que el grupo
dador se transfiere al agua
• Implica la rotura hidrolítica de enlaces C-O, C-N, O-P,
C-S, C-C, etc.
A-B + H2O
A-H + B-OH
ƒ No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las
hidrolasas.
ƒ Muchas de ellas conservan el nombre primitivo: Tripsina,
Pepsina, Papaína, etc.
• Ejemplo es la lactasa, que cataliza la reacción:
lactosa + H2O
glucosa + galactosa
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3.4. Peptidasas = Péptido hidrolasas: clasificación común
(no sistemática)
Clase 4: LIASAS
I. Según la situación del enlace peptídico atacado:
- Exopeptidasas (en los extremos de la cadena)
- Endopeptidasas (en el interior de la cadena)
• Añaden o eliminan los elementos de H2O,
amoniaco ó CO2
• Ruptura de enlaces covalentes y liberan grupos
de los enlaces C-C, C-O, C-N
II. Según el mecanismo catalítico:
• Inclusión de grupos a dobles enlaces
- Serin proteinasas
- Tiol proteinasas
- Aspartil proteinasas
- Metaloproteinasas
• Catalizan reacciones de ruptura o soldadura
de sustratos:
A-B
• Catalizan reacciones reversibles de adición de un grupo a
un doble enlace:
CX-CY
X-Y + C=C
A_B
A+B
Algunas reacciones liásicas:
Descarboxilasas: eliminan CO2 de α y β cetoácidos ó aa
R- CO- COO- + H+
D=E + H-Y
A+B
DH + EY
R-CHO + CO2
Deshidratasas: eliminan H2O en reacción de deshidratación
-
COO
CH
CH
COOFumarato
(trans-)
H2O
-
COO
HO CH
CH2
COO-
CH2-COOHO-C- COOCH2-COOcitrato
Citrato deshidratasa
H2O
Aconitato hidratasa
H2O
CH2-COOC- COO-
Ciclo de Krebs
CH-COOCis- aconitato
isocitrato
(isomerización reversible)
L-Malato
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Sintasas: reacciones de condensación sin nucleótidos
trifosfato ú otro compuesto de alta energía
Clase 5: ISOMERASAS
Catalizan la interconversión de isómeros:
A
CH3-CO-SCoA + -OOC-CO-CH2-COOOxalacetato = OAA
Acetil CoA
Citrato
sintasa
SHCoA
CH2-COO+
• Adición de grupos a dobles enlaces
• Formación de dobles enlaces por
eliminación de grupos
OH-C-COOCH2
COOCitrato
• Grupo heterogéneo de enzimas
• Catalizan reacciones de isomerización
• Isomerizaciones: cambios geométricos, ópticos, estructurales
(isómeros de posición)
cis-trans, ceto-enol, aldosa-cetosa
• Un ejemplo, la fosfotriosa isomerasa que cataliza la
reacción:
gliceraldehído-3-fosfato
dihidroxiacetona-fosfato
5. 4. Mutasas o transferasas intramoleculares
• Transferencia intramolecular de un grupo (Ej: fosforilo)
• Puede no ser directa la transferencia, y estar implicado
un intermediario fosforilado
COOH-C-O- P
Epimerasas o Racemasas
Inversión de carbonos asimétricos
CH2 OH
2-fosfoglicerato
COOH
H-C*-OH
CH3
Ác. D-láctico
Racemasa
B
Fosfoglicerato
mutasa
COOH-C-OH
CH2 O- P
3-fosfoglicerato
COOH
OH-C*-H
CH3
Ác. L-láctico
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Grupo 6: Ligasas
• Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas
de la hidrólisis de un enlace de alta energía.
• Se forman enlaces
6.1 C-O
6.3 C-N
6.2 C-S
6.4 C-C
por reacciones de condensación acopladas a hidrólisis de ATP
ú otra fuente de enrgía
A + B + ATP
A-B + ADP + Pi
C + D + ATP
C-D + AMP + PPi
Catalizan la unión de dos sustratos con
hidrólisis simultánea de un nucleótido
trifosfato (ATP, GTP, etc.):
A + B + XTP
A-B + XDP + Pi
O bien
ENZIMAS – CLASIFICACIÓN
8Clasificación de las enzimas según la Comisión
de Enzimas.
Algunas reacciones ligásicas:
• Aminoacil-tRNA sintetasas
• Glutamina sintetasa
• Carboxilasas: Un ejemplo es la piruvato carboxilasa
= piruvato dióxido de carbono ligasa
COOH
ATP + HCO3- +
C=O
CH3
Bicarbonato
Piruvato
COOH
C=O
CH2
+ ADP + Pi
COOH
Oxalacetato
1. Oxido-reductasas (reaciones de oxido-redución o transferencia de eletrones)
1.1.actuando en CH-OH
1.2.actuando enC=O
1.3.actuando enC=O1.4.actuando en CH-NH2
1.5.actuando en CH-NH1.6.actuando en NADH, NADPH
2.Transferasas (transfieren grupos funcionales entre moléculas)
2.1.grupos con un carbono
2.2.grupos aldehído o cetona
2.3.grupos acil
2.4.grupos glicosil
2.7.grupos fosfatos
2.8.grupos conteniendo sulfuro
3.Hidrolasas (reacciones de hidrólisis)
3.1.ésteres
3.2.enlaces glicosídicos
3.4.enlaces peptídicos
3.5.otros enlaces C-N
3.6.anhidridos ácidos
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ENZIMAS – CLASIFICACIÓN
8Clasificación de las enzimas según la Comisión de
Enzimas.
4.Liasas (catalizan la ruptura de enlaces covalentes y eliminación de moléculas de água, amonio y
anhidrido carbónico)
4.1. =C=C=
4.2. =C=O
4.3. =C=N5.Isomerasas (transferencia de grupos dentro de la misma molécula para formar isomeros)
5.1.racemasas
6.Ligasas (catalizan reacciones de formación de nuevas moléculas a partir de la unión entre dos préexistentes, siempre con gasto de energía)
6.1. C-O
6.2. C-S
6.3. C-N
6.4. C-C
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