¡Descarga Classificació enzims y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity!
MP04 Principis de biotecnologia UF1.NF4 Activitat enzimàtica
Resum i apunts de teoria
Guia per a resoldre l’ABP
1. Què és un enzim?
Bioquímicament parlant els enzims són proteïnes. Els enzims tenen activitat catalítica, és a dir, incrementen la velocitat de les reaccions químiques. Són molècules que acceleren molt la reacció, fins i tot en concentracions molt petites. No es consumeixen durant la reacció; per això, quan aquesta acaba n’hi ha la mateixa quantitat que al principi. Són molt actius. Tenen un pes molecular molt elevat. Són molt específics, i això els permet actuar en una reacció determinada sense alterar- ne d’altres.
2. Quina estructura tenen els enzims? [cofactors i CA]
Els enzims són proteïnes de forma globular que poden estar constituïdes per una o més cadenes lineals d’aminoàcids, corresponentment units per enllaços peptídics. Aquestes cadenes lineals, enrotllades i plegades sobre sí mateixes, confereixen l’estructura terciària de forma globular a l’enzim. El centre actiu és el lloc on s’inseriran els substrats o reactius.
- Enzims SIMPLES: són completament proteics. Poden estar formats per una o vàries cadenes polipeptídiques.
- Enzims CONJUGATS
3. Quins tipus d’aminoàcids trobem als enzims?
En tots els enzims es poden distingir tres tipus d’aminoàcids: Aminoàcids estructurals.
MP04 Principis de biotecnologia UF1.NF4 Activitat enzimàtica Aminoàcids de fixació Aminoàcids catalitzadors Tot i que la majoria d’enzims són proteïnes, cal esmentar algunes excepcions com els catalitzadors d’àcids ribonucleics (RNA), també anomenats “ribozims”. Actualment però, l’acció catalítica de les proteïnes ha eclipsat a la de l’RNA, segurament degut a la seva major versatilitat química: mentre que els àcids nucleics son polímers d’unitats monomèriques químicament similars, les proteïnes tenen a la seva disposició més de 20 tipus d’aminoàcids, amb major varietat de grups funcionals. Aquesta gran diversitat de combinacions fa dels enzims uns catalitzadors altament específics (Voet et al. , 2016).
4. Què són els enzims conjugats?
Els enzims tenen una part proteica anomenada apoenzim, que no és reactiva per si sola, i una part no proteica que es situa al centre actiu de l’enzim.
5. Holoenzim: Què és un cofactor? I un coenzim?
Elements no proteics d’un enzim. A aquesta part l’anomenarem cofactor si és de naturalesa inorgànica (generalment ions metàl·lics com el ferro [Fe], el coure [Cu] o el zinc [Zn]), o l’anomenarem coenzim (cosubstrats/grups prostètics) si és de naturalesa orgànica - no proteica. Aquests cofactors o coenzims són el que fa reactiva la molècula un cop s’uneixen a l’apoenzim. En l’organisme, alguns derivats de les vitamines fan la funció de coenzims. Al conjunt de l’apoenzim i el cofactor/coenzim l’anomenem holoenzim. Els coenzims
MP04 Principis de biotecnologia UF1.NF4 Activitat enzimàtica El qualsevol cas, l’activitat enzimàtica suposa la formació d’un complex Enzim-Substrat (E-S), que culmina amb l’alliberació dels productes.
7. Quin tipus de reaccions catalitza un enzim?
Els enzims poden catalitzar reaccions d’hidròlisi i de síntesi. L’especificitat dels enzims:
- Especificitat absoluta (Un enzim per tant sols un substrat )
- Especificitat de grup (Un enzim reconeix un grup de molècules)
- Especificitat de classe (Un enzim reconeix un enllaç)
8. Què és l’activitat enzimàtica?
La velocitat de reacció és directament proporcional a la concentració de l’enzim sempre i quant la concentració de substrat no superi el punt de saturació de l’enzim. Per a expressar la quantitat de substrat que converteix un enzim en temps determinat generalment s’utilitza la unitat d’activitat enzimàtica (UI). 1 UI = 1 μmol substrat convertit x min-^1 L’activitat específica fa referència a la puresa d’un enzim, i ens indica el numero d’unitats catalítiques d’aquest enzim per cada mil·ligram de proteïna (U/mg ), o per mil·lilitre de dissolució (U/ml).
9. Què és la cinètica enzimàtica?
Si la concentració de l’enzim és constant, i s’ha augmenta la concentració de substrat, aleshores augmenta la velocitat de reacció (per què hi ha més substrat que troba les molècules de l’enzim). Però això té un límit. Hi ha un moment en què la velocitat de la reacció no creix més, ja és la màxima. Això passa perquè totes les molècules de l’enzim estan en contacte amb les molècules de substrat Això s’anomena la saturació de l’enzim.
MP04 Principis de biotecnologia UF1.NF4 Activitat enzimàtica Hi ha un relació matemàtica, equació de Michaelis-Menten. Van definir una constat anomenada constant de MichaelisMenten (KM), que és la concentració del substrat en la qual la velocitat de reacció és la meitat de la velocitat màxima. La KM depèn del grau d’afinitat que hi ha entre l’enzim i el seu substrat.
10. Quins factors afecten a l’activitat enzimàtica?
- Temperatura. Un augment de la temperatura suposa un augment de l’acció enzimàtica, fins que arriba a un punt on la velocitat de reacció és màxima. A aquest punt l’anomenem temperatura òptima, i és específic per a cada enzim. A partir de la temperatura òptima la mobilitat molecular és excessiva, i l’activitat enzimàtica cau dràsticament. Si seguíssim augmentant la temperatura, les proteïnes que formen l’enzim es començarien a desnaturalitzar, perdent la seva estructura terciària. Com que la forma tridimensional dels enzims determina la seva funció, si la perden la seva activitat s’atura.
- El pH òptim o interval de pH de cada enzim és diferent, i normalment coincideix amb les condicions que hi ha dins la cèl·lula o l’organisme al qual pertanyen. Quan aquest pH varia, la conformació de l’enzim s’altera i es produeix un canvi en l’estat de ionització dels grups funcionals del centre actiu de l’enzim (Lehninger, Nelson & Cox, 2005). Es a dir, tant per sobre com per sota del pH òptim, no hi ha una disposició iònica ideal per a que es produeixi el complex E-S.
- Efecte de la concentració d’enzim en la velocitat de la reacció (pràctica amilasa Pankreoflat).
- Efecte de la concentració de substrat en la velocitat de la reacció. De la mateixa manera que amb la concentració de l’enzim, la velocitat de la reacció augmentarà amb la concentració de substrat fins a arribar a una velocitat màxima, que equivaldrà al punt de saturació de l’enzim.
11. Un enzim sempre està actiu?
Alguns enzims requereixen de la presència d’activadors per a una correcta activitat enzimàtica. Aquests activadors poden ser cofactors (ions metàl·lics, cations bivalents) o coenzims, que afavoreixen la unió de l’enzim al substrat. Per exemple, algunes amilases requereixen la
MP04 Principis de biotecnologia UF1.NF4 Activitat enzimàtica Són els que poden adoptar dues formes estables diferents: una és la configuració activa de l’enzim, i l’altra la configuració inactiva. A més del centre actiu aquests enzims tenen un centre regulador, al qual es pot unir una substància determinada anomenada lligand. N’hi ha dos casos:
- Regulació per retroinhibició o feedback: la configuració inicial dels enzims és l’activa. El producte final actua com a inhibidor.
- Regulació per inducció enzimàtica: la configuració inicial dels enzims és inactiva. Una substància inicial es fixa al centre regulador i provoca la transició al·lostèrica a la forma activa per la qual cosa comença a actuar sobre el substrat. Quan al centre regulador s’uneix una molècula anomenada activador o lligand, la configuració del protòmer varia de manera que fa funcional el centre actiu i això es transmet als altres protòmers, que es fan al seu torn actius. Aquest efecte s’anomena transmissió al·lostèrica. D’aquesta manera l’enzim passa d’estat inhibit (T) a un estat actiu o catalític (R).
15. Què és un zimògen?
Els zimògens són enzims que es sintetitzen com a precursors inactius per evitar que afectin el propi teixit on s’han sintetitzat. Aquests s’excreten del pàncrees a l’intestí, a on són activats.
16. Què és un isoenzim?
Formes moleculars diferents d’un enzim que catalitzen la mateixa reacció. Són proteïnes amb seqüència d’aa similars però no idèntiques.
MP04 Principis de biotecnologia UF1.NF4 Activitat enzimàtica
