enzimas regulatorias, alostéricas

Enzimas Regulatorias
•Enzimas Alostéricas
•Enzimas modificadas covalentemente
•Activación proteolítica de pro-enzimas
La inhibición por retroalimentación se refiere a la
inhibición de una de las primeras enzimas de la vía
metabólica por los productos finales
L-Isoleucina es un
efector alostérico
negativo de la enzima
E1, treonina
deshidratasa
Enzimas Regulatorias
1. Enzimas Alostéricas
Presentan estructura cuaternaria
Cinética sigmoide, indica cooperatividad entre
las subunidades.La union de un sustrato a uno
de los sitios, afecta el enlace en los otros
sitios
Son reguladas por la unión de:
•Moduladores positivos
•Moduladores negativos
que pueden ser:
•Homotrópicos
•Heterotrópicos
Proteínas Alostéricas (Enzimas, Receptores, Transportadores) son
proteínas con múltiples sitios que interactúan entre si.
Sitio Activo: Sitio de unión al ligando o sustrato
Sitio Alosterico: Sitio de unión al modulador
•
•
Efectos Homotrópicos: cuando los sitios son idénticos. Por
ejemplo las interacciones de la unión del O2 a la Hb.
Efectos Heterotrópicos, cuando la unión de un ligando afecta
la unión de otro sitio diferente . Por ejemplo el efecto de BPG
(Bifosfoglicerato) en la afinidad de la Hb por el O2
Cooperatividad
La proteínas con efectos cooperativos tienen curvas de saturación
diferentes a la hipérbola rectangular (la función de saturación de
tipo Michaelis-Menten).
Pueden ser de dos clases:
Efectos cooperativos positivos: Curvas sigmoideas
Efectos cooperativos negativos: Curvas pseudo hiperbólicas
•
•
Efectores Positivos o Activadores. Modifican las constantes
de afinidad (aumentan la afinidad) de tal modo que la unión
de la proteína al ligando tiene lugar a mas bajas
concentraciones del ligando. Los efectores positivos
disminuyen la cooperatividad.
Efectores Negativos disminuyen las constantes de afinidad.
Aumentan la cooperatividad.
MIOGLOBINA Y HEMOGLOBINA
UNION DEL OXIGENO
Y es la función de saturación , donde si Y = 1, todos los sitios de la mioglobina
están llenos con una molécula de O2; entonces si Y = 0.5, entonces el 50% de
la mioglobina esta unida a O2 y 50% de la mioglobina esta vacante
Curvas de Saturación de Mb/Hb
El equilibrio de disociación de mioglobina por O2 puede describirse:
MbO2
Mb + O2 ;
&
,
,
La ecuación de una hipérbola.
Expresada en función de presiones parciales de O2,
donde P50 = pO2 @ 50% saturación.
Y la Hb? Obviamente es mas compleja la función de saturación. La forma sigmoide
sigmoid shape (s-shape) de la curva de saturación indica cooperatividad. Esto es que
la unión del O2 a un sitio favorece la ocupación del siguiente (cooperatividad). Si
las subunidades de la Hb son totalmente cooperativas (cuando una subunidad se une
al O2 se favorece la saturación total del oxigeno, del mismo modo si una libera el O2
todas deben liberarlo, esto en función de la PO2)
;
Y la función de saturación será:
Pero esta curva no se ajusta al modo de saturación sigmoidea
MODELO DE LA TRANSICION CONCERTADA
• Referido también como el modelo de conservación de la
simetría propuesto por Monod, Wymann y Changeux
(MWC)
• Postula que las subunidades están conectadas que el
cambio conformacional en una subunidad se confiere a
todas la subunidades
• Todas las subunidades están en la misma conformación
• La unión del ligando (sustrato o modulador) favorece el
equilibrio de uno de los estados conformacionales T o R
• El equilibrio entre los estados R y T es favorecido por la
unión del ligando.
El Modelo Monod-Wyman-Changeux (MWC)
o
o
o
o
o
Proteínas Alostéricas las subunidades están en conformación de
simetría
Protómeros (subunidades) pueden existir en dos conformaciones en
equilibrio, T: tensa y R, relajada: alta afinidad por el sustrato este
unidad o no al sustrato
Ligandos pueden unirse a cada una de las conformaciones
El cambio de conformación altera la afinidad de unión por el sustrato
La simetría de la proteína es conservada durante el cambio
conformacional: transición concertada.
MODELO SECUENCIAL
• El modelo secuencial de la regulación alostérica sostiene que las
subunidades están conectadas en forma que el cambio
conformacional en una subunidad no induce un cambio similar en los
otras.
• Todas las subunidades de la enzima no están necesariamente en la
misma conformación
• La unión de la sustrato a la enzima es vía de adecuación inducida,
que indica que cuando una molécula de sustrato colisiona con el sitio
activo, la conformación del sitio activo cambia para unir al sustrato.
• Esta unión propaga el cambio en las subunidades adyacentes que
aumentan la afinidad por el sustrato, no necesariamente a todas.
Modelos para explicar cooperatividad
Enzimas Regulatorias
2. Enzimas Modificadas covalentemente
Presentan estructura cuaternaria
La unión es reversible y catalizada por enzimas
Enzimas Regulatorias
3. Pro-enzimas Activadas por proteolisis
Muchas enzimas se secretan como proenzimas
o zimógenos que son catalíticamente inactivos.