ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS Dmero Trmero Tetrmero ESTRUCTURA
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ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS Dímero Trímero Tetrámero
ESTRUCTURA SECUNDARIA -hélice Hojas- o Láminas Lámina plegada Estas formas extendidas se asocian formando láminas LA RESTRICCION EN LAS ROTACIONES DEL ENLACE PEPTIDICO FAVORECE ALGUNAS CONFORMACIONES DE LA CADENA POLIPEPTIDICA
PUENTE DE HIDROGENO INTERACCION HIDROFOBICA PUENTE DISULFURO INTERACCIONES Y ENLACES DE LA ESTRUCTURA TERCIARIA ENLACE IONICO
ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS Dímero Trímero Tetrámero • Uniones Puente de hidrógeno • Interacción Hidrofóbica • Unión iónica • Entre grupos peptídicos • Entre cadenas laterales y grupos peptídicos • Entre dos cadenas laterales
n TODAS LAS ENZIMAS SON PROTEINAS; excepto las RIBOZIMAS (enzimas que son moléculas de RNA)
BIOQUIMICA ENZIMAS ENZIMOLOGÍA CLÍNICA 2017 Tema: 7 Dra. Silvia Varas svaras@unsl. edu. ar
El metabolismo se produce por una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente que constituyen las rutas o vías metabólicas.
Ruta o Vía Metabólica A B C D E F G P
Ejemplo de Ruta Metabólica: La Vía Glicolítica Cada paso esta catalizado por una ENZIMA!
Propiedades Generales de las Enzimas: n n n n Presentan un sitio activo Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Condiciones de reacción (tº, p. H y presión) compatible con la vida Especificidad Constituyentes no proteicos: Grupos prostéticos Regulación de su actividad Localización celular
Sitio Activo E + S ES] E + P
Sitio Activo S E E [E-S] P E
Un complejo enzima-sustrato: Unión al sitio activo La complementariedad entre la enzima y el sustrato depende de las fuerzas no covalentes. Los grupos hidrofóbicos están representados por una (h) en un círculo marrón, y las líneas discontinuas representan enlaces puentes de hidrógeno.
Propiedades Generales de las Enzimas: n n n n Presentan un sitio activo Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Condiciones de reacción (tº, p. H y presión) compatible con la vida Especificidad Grupos prostéticos Regulación de su actividad Localización celular
Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) ¿Que es un catalizador? Es una sustancia que modifica la velocidad de una reacción química, sin ser alterada en el proceso La mayoría de las reacciones catalizadas por enzimas son muy eficientes y transcurren más rápido 1 x 106 a 1 x 1014 N° de recambio= n° de sustratos transformados en productos/molécula enzima/seg. = 100 a 1000 moléculas
Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Las enzimas son catalizadores porque Energía de activación de la reacción La energía de activación es la mínima cantidad de energía necesaria para convertir un mol de sustrato en un mol de producto
Que yak cargado con víveres gasta menos energía para cruzar la montaña? Cual llega más rápido a destino? Ver video: https: //youtu. be/dxhvfwv. HIz. Y Camino 1 Camino 2
Propiedades Generales de las Enzimas: n n n n Presentan un sitio activo Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Condiciones de reacción (tº, p. H y presión) compatible con la vida Especificidad Grupos prostéticos Regulación de su actividad Localización celular
Estereospecificidad en la unión al sustrato LA UNIÓN ESPECÍFICA DE UNA MOLÉCULA QUE TENGA CARBONOS UNIDOS A DOS TIPOS DE SUSTITUYENTES (PROQUIRAL), EN UN SITIO ENZIMÁTICO ACTIVO, PERMITE A LA ENZIMA DIFERENCIAR ENTRE LOS GRUPOS
Propiedades Generales de las Enzimas: n n n n Presentan un sitio activo Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Condiciones de reacción (tº, p. H y presión) compatible con la vida Especificidad Constituyentes no proteicos: Cofactores, Coenzimas, Grupos prostéticos Regulación de su actividad Localización celular
Constituyentes No proteicos: Cofactores, Coenzimas y Grupos Prostéticos n Cofactores: iónes metálicos o coenzimas (uniones débiles). Los grupos prostéticos están unidos covalentemente a la enzima.
S E E [E-S] P E
Cofactores: Iones Metálicos Ion - Cofactor Enzima Fe 2+ o Fe 3+ Citocromo Oxidasa, Catalasa, Peroxidasa, Ferroquelatasa K+ Piruvato Quinasa Mn 2+ Hexoquinasa, Glucosa-6 -Fosfatasa, Mg 2+ Arginasa Ni 2+ Ureasa Zn 2+ Carbónico anhidrasa, Carboxipeptidasa A y B, Alcohol Deshidrogenasa
Muchas Vitaminas son las precursores de Coenzimas Ejemplo de Coenzima Grupo que transfiere Precursor dietario Tiamina Pirofosfato Aldehídos Tiamina (Vitam. B 1) Flavina adenina dinucleótido: FAD Electrones. Oxidación - Reduccion Riboflavina (Vit. B 2) Nicotinamida Adenina dinucleótido: NAD+ Transferencia de átomos de hidrogeno. Oxidación - Reduccion Acido Nicotínico (Niacina, Vit. B 3 ) Coenzima A Acilos Acido Pantoténico (Vit B 5) Fosfato de Piridoxal Grupos amino Piridoxina (Vit. B 6) Tetrahidrofolato Un grupo C Acido Fólico (Vit. B 9) Coenzimas de Cobalamina Alquilo e Hidrogeno Cobalamina (B 12)
Propiedades Generales de las Enzimas: n n n n Presentan un sitio activo Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Condiciones de reacción (tº, p. H y presión) compatible con la vida Especificidad Grupos prostéticos Regulación de su actividad Localización celular
Propiedades Generales de las Enzimas: n n n n Presentan un sitio activo Eficiencia catalítica (mayor velocidad de reacción) Condiciones de reacción (tº, p. H y presión) compatible con la vida Especificidad Grupos prostéticos Regulación de su actividad Localización celular
Localización Celular n n Muchas de las enzimas se encuentran distribuidas en organelas especificas dentro de las distintas células del organismo. Ventaja de la compartamentalización: (1) aísla sustratos y productos, (2) no hay competencia de reacciones Las enzimas intracelulares se encuentran localizadas: • en el citosol y/o • en las organelas como por ej. mitocondrias • Y pueden estar libres o asociadas a membranas. o Citosol
Enzimas intracelulares más frecuentemente analizadas n n n Citosólicas: LDH (láctico deshidrogenasa) y ALAT (alanina amino transferasa). Mitocondriales: GLDH (glutamato deshidrogenasa). Mitocondriales y citosólicas: ASAT (aspartato amino transferasa) y MDH (malato deshidrogenasa).
ISOENZIMAS n Las isoenzimas son proteínas que difieren en la secuencia de aminoácidos pero que catalizan la misma reacción, estando presentes en la misma especie. n Estas enzimas pueden poseer diferentes: Propiedades físicas y químicas determinadas genéticamente (punto isoeléctrico, especificidad de sustrato y cofactores , etc), Mostrar diferentes parámetros cinéticos o Propiedades de regulación diferentes.
Nomenclatura de las enzimas n Las enzimas se denominan por el agregado del sufijo –asa al nombre del sustrato o a la reacción que cataliza
Ejemplos de Enzimas: n n n n deshidrogenasas oxidasas aminotransferasas o transaminasas fosfatasas peptidasas fosfoglucomutasas racemasas o epimerasas ligasas o sintetasas
Enzimología Clínica Conceptos básicos de su uso n Todas las enzimas pueden ser marcadores de enfermedad? n Interpretación con alguna patología de ejemplo n
ENZIMAS DE IMPORTANCIA CLÍNICA n Las enzimas son empleadas en los laboratorios clínicos y en las investigaciones biomédicas como reactivos biológicos para la determinación de analitos y la medición de sus niveles de actividad en el suero u otras muestras biológicas constituyen herramientas eficaces en el diagnóstico y pronóstico de una enfermedad
Las enzimas para ser herramientas eficaces en el diagnóstico y pronóstico de una enfermedad debe cumplir: Que la distribución tisular de la enzima este relacionada con el órgano dañado en una enfermedad: se necesita saber la distribución tisular de la enzima para establecer una correlación clínica ante el aumento de una determinada enzima en plasma. Localización Intracelular: El conocimiento de ello permite entender el tipo y grado de daño que ha sufrido una célula. Tiempo de vida media de la enzima estudiada: El conocimiento de este parámetro nos permite interpretar los tiempos de desaparición de las actividades enzimáticas aumentadas.
Enzimas del Plasma Enzimas No Especificas del Plasma Ejemplos: seudocolinesterasa, ceruloplasmina, lipoproteinlipasa, así como las enzimas que intervienen en la coagulación Enzimas de Secreción Enzimas del Metabolismo Intermedio o Celulares
CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS QUE APARECEN EN EL PLASMA SEGÚN SU ORIGEN GRUPO EJEMPLO Protrombina, plasminógeno, ceruloplasmina, Específicas del plasma lipoproteínlipasa, pseudocolinesterasa amilasa pancreática, De secreción amilasa salival, fosfatasa prostática, pepsinógeno No específicas LDH, MDH, glicerol-3 del plasma fosfato deshidrogenasa, Celulares GOT, GPT, glucosa-6 fosfatasa
Enzimas específicas del plasma Son componentes funcionales de la sangre. Están por lo común allí y en un nivel de actividad superior al de los tejidos, siendo mantenido su nivel constante por secreción activa de uno o más órganos. A este grupo pertenecen la seudocolinesterasa, ceruloplasmina, lipoproteinlipasa y las enzimas que intervienen en la coagulación sanguínea. La actividad de estas enzimas tiene interés clínico en le evaluación tanto de la función propia de la enzima en el estudio como de la función del tejido que la sintetiza.
Cascada de coagulación sanguínea
Las enzimas no específicas del plasma No desempeñan función biológica en el plasma No son constituyentes funcionales plasmáticos y sólo se aprecia una muy pequeña actividad en condiciones normales, debido a la renovación celular natural o pequeños traumatismos espontáneos Su presencia en plasma en niveles más altos de lo normal sugiere un en la velocidad de destrucción de la celula o en el recambio celular y tisular. La determinación de estos niveles de enzimas plasmáticas puede proveer información valiosa para diagnóstico y pronóstico
Las enzimas no específicas del plasma: (1) Enzimas de Secreción Ejercen su actividad fuera de las células que las originaron, por ejemplo se producen en glándulas exocrinas, como páncreas (enzimas o fermentos digestivos), próstata, mucosa gástrica y hueso. En condiciones fisiológicas: durante el embarazo o en niños en crecimiento donde hay de actividad de FAL por osteoblastos. En adenocarcinoma y osteosarcoma se observa un aumento importante de la actividad plasmática de las fosfatasas ácida y alcalina.
Las enzimas no específicas del plasma: (2) Enzimas Celulares del Metabolismo Intermedio Son las que se ubican en los distintos tipos de células y cuya salida se produce cuando una causa determinada altera o daña la estructura de la célula. La concentración en los tejidos de estas enzimas es miles de veces más alta que en el plasma. Un daño puede conducir a un aumento en la permeabilidad de la membrana plasmática con su consecuente liberación a la circulación general.
Ejemplos: aspartato amino transferasa (AST) o glutámicooxalacético transaminasa (GOT), alanina amino transferasa (ALT) o glutámico pirúvico transaminasa (GPT), lactato deshidrogenasa (LDH), creatín quinasa (CK), -amilasa, -glutamiltranspeptidasa ( -GT), 5´nucleotidasa y aldolasa (ALS).
ISOENZIMAS n Las isoenzimas son proteínas que difieren en la secuencia de aminoácidos pero que catalizan la misma reacción, estando presentes en la misma especie. n Estas enzimas pueden poseer diferentes: Propiedades físicas y químicas determinadas genéticamente (punto isoeléctrico, especificidad de sustrato y cofactores , etc), Mostrar diferentes parámetros cinéticos o Propiedades de regulación diferentes.
ENZIMAS FRECUENTEMENTE ANALIZADAS: n n n n Transaminasas hepáticas (ALT o GPT y AST o GOT) alfa−Amilasa Creatín fosfoquinasa (CPK) Fosfatasa ácida (Ac. P) Fosfatasa alcalina (ALP) Gama glutamil transpeptidasa (GGT) Láctico deshidrogenasa (LDH) 5’-nucleotidasa (NTP)
ENZIMOLOGÍA DE LAS ENFERMEDADES DEL CORAZÓN, HÍGADO Y PÁNCREAS Corazón: IAM n Hígado: Infección VHA n Páncreas: Pancreatitis Aguda n Pancreatitis Aguda 1°: la biliar, por obstrucción del colédoco por cálculos biliares. Y la Pancreatitis Aguda 2°: se debe principalmente al abuso del consumo del alcohol.
Corazón: IAM
o GOT
Lactato deshidrogenasa (LDH) LDH es una enzima tetramérica, formada por la combinación de dos tipos de cadenas diferentes: H y M. La combinación de ellas da lugar a 5 isoenzimas diferentes. Las isoenzimas LDH 1 y LDH 2 están presentes en miocardio.
Lactato deshidrogenasa (LDH) LDH es una enzima tetramérica, formada por la combinación de dos tipos de cadenas diferentes: H y M. La combinación de ellas da lugar a 5 isoenzimas diferentes. Las isoenzimas LDH 1 y LDH 2 están presentes en miocardio. Condiciones normales: Infarto de miocardio: Niveles bajos de LDH en plasma. Concentraciones plasmáticas de LDH 1 < LDH 2. Primeramente, la concentración plasmática de LDH 1 aumenta, llegando incluso a superar la de LDH 2 (es decir se invierte la relación). Posteriormente, los valores de LDH total aumentan por encima de su valor normal en plasma. Retornan a la normalidad luego de 814 días.
Creatina Fosfoquinasa (CK) La CK es un diméro, formada por monómeros que pueden ser de dos tipos: M y B. La CK presenta 3 isoenzimas: CK-MM, de localización muscular. CK-MB, de localización cardíaca. CK-BB, de localización cerebral.
Creatina Fosfoquinasa (CK) En un infarto de miocardio, la actividad de CK aumenta en plasma, debido a un incremento de la concentración de CK-MB en el mismo. El incremento comienza entre las 6 -8 hs post-infarto, y los niveles se normalizan luego de 3 -4 días.
Aspartato-amino transferasa(GOT) En un infarto agudo de miocardio (IAM), los valores elevados de GOT pueden persistir hasta 5 días y puede ser útil cuando no se conoce el tiempo de instalación de los síntomas o cuando el paciente fue ingresado tardíamente. Los aumentos de GOT son de 4 -5 veces los valores normales. Si los aumentos son de 10 -15 veces, se asocian con IAM de peor pronóstico.
Pancreatitis Aguda 1º 2º
Enzimas relacionadas con daño pancreático: n n n -Amilasa Lipasa Tripsinógeno No existe una relación directa entre la duración y la magnitud de los aumentos de actividad enzimática en plasma con la gravedad y el pronóstico de la pancreatitis.
- Amilasa Además del páncreas, esta enzima puede aumentar en plasma por procesos inflamatorios (parotiditis) originados en otros órganos (glándula parótida). Determinación de la fracción P 3 de la amilasa, isoenzima de origen exclusivamente pancreático. El aumento de esta enzima se ha observado en forma casi constante en las pancreatitis agudas. La amilasa también puede aparecer en orina. Su determinación contribuye al diagnóstico y seguimiento de la evolución de una pancreatitis.
Alguna pregunta?
Hígado: Infección VHA El hígado contiene una gran cantidad de enzimas, las de mayor interés clínico son : §Transaminasas (GOT y GPT) §Fosfatasa alcalina (FAL) §Gama-glutamiltransferasa (γGT) La elevación de las enzimas hepáticas en plasma puede reflejar daño hepático o alteración del flujo biliar.
Hígado: Infección VHA GOT GPT
Enzimas plasmáticas usadas como marcadores de inflamación: Transaminasas (GOT y GPT) Las transaminasas son enzimas que participan en el metabolismo de los aminoácidos. Estas enzimas no son específicas del hígado, encontrándose también en músculo, corazón, páncreas y cerebro. Todas aquellas enfermedades hepáticas que cursan con necrosis celular dan lugar a hipertransaminemia. Lesiones agudas Lesiones crónicas Transaminemia (5001000 UI/ml) Transaminemia
Enzimas plasmáticas usadas como marcadores de colestasis: FAL y GGT La FAL sérica tiene varios orígenes, aunque las fuentes más importantes son: hígado, huesos e intestino FAL de origen hepático Es típico de obstrucción biliar intra o extrahepática, entre otros procesos. La colestasis aumenta la síntesis y liberación de FAL. Su vida media en la circulación es de aproximadamente una semana. Gamaglutamil-transferasa (γGT) Participa del metabolismo de las proteínas. No es específica del hígado, siendo el riñón el órgano más rico en esta enzima. γGT Se observan en procesos obstructivos o neoplásicos
Lipasa Es la segunda determinación más frecuente para el diagnóstico de la pancreatitis aguda. Es más específica que la amilasa. Un aumento de lipasa plasmática solo puede deberse a afecciones del páncreas.
Enzimuria Se define como enzimuria la presencia de enzimas en orina. Las enzimas presentes en orina pueden tener diferentes orígenes. Pueden ser usados como marcadores de: Destrucción celular renal. n Rechazo a transplante renal. Marcadores de evolución de enfermedad renal. n n
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