bioquimica medica I: 2008

martes, 29 de abril de 2008

Enzimas

¿QUE ES UNA ENZIMA?
Son proteínas que disminuyen la cantidad de energía que se requiere para llevar a cabo una reacción.
esta capacidad catalítica es específica y son moléculas producidas por las células de los organismos vivos con la función de catalizar reacciones químicas.

¿COMO SE CLASIFICAN LAS ENZIMAS?

Esta clasificación se realiza de acuerdo con el tipo de reacción de transferencia, el grupo dador y el grupo aceptor, reconociéndose 6 grupos principales con sus respectivas subclases. Estos grupos y sus principales subclases son:

OXIDORREDUCTASAS: Son enzimas de óxido-reducción que catalizan la transferencia de átomos de H. (transferencia de electrones)Subclases:
1.1 corresponde a las enzimas que actúan sobre >CH-OH
1.2 actúan sobre >C=O1.3 actúan sobre >C=CH-1.4 actúan sobre >CH-NH2, etc.
TRANSFERASAS: Son las enzimas que catalizan la transferencia de grupos funcionales distintos del H entre un par de sustratos (transferencia de grupos).
2.1 grupos con un átomo de carbono2.2 funciones aldehído o cetona
2.3 grupos acilo (aciltransferasas)
2.4 grupos glucosilo (glucosiltransferasas), etc
HIDROLASAS: Enzimas que actúan hidrolizando determinados enlaces de numerosos compuestos (reacciones de hidrólisis o transferencia de grupos funcionales al agua)
3.1 actúan sobre enlaces éster
3.2 actúan sobre enlace glicosídicos3.4 actúan sobre enlaces peptídicos
3.6 actúan sobre anhídridos de ácido, etc.
LIASAS: Catalizan la separación de grupos químicos del sustrato por vía no hidrolítica (adición de grupos a dobles enlaces).4.1 actúan sobre enlaces >C=C<
4.2 actúan sobre enlaces >C=O
4.3 actúan sobre enlaces >C=NH-
ISOMERASAS: Actúan catalizando la interconversión de isómeros estructurales, de posición u ópticos, de una a otra forma (transferencia de grupos en el interior de la molécula para originar formas isoméricas).
5.1 racemasas y epimerasas
LIGASAS: Catalizan la unión de dos compuestos, mediante la energía liberada en la ruptura de una molécula de ATP (forman diversos enlaces acoplados a la ruptura de ATP).
6.1 formación de enlaces C-O
6.2 formación de enlaces C-S
6.3 formación de enlaces C-N
6.4 formación de enlaces C-C
¿COMO ACTUAN LAS ENZIMAS?
Una enzima incrementa la velocidad de la reaccion química, pero sin modificar la constante de equilibrio ni el sentido de la reacción es decir, sin variar las propiedades, termodinámicas del sistema; la función de un catalizador consiste en disminuir la energía de activación, lo que conduce a acelerar la reacción devido que los reactantes pueden alcanzar mas fácilmente el estado de transición.
¿QUE ES UNA APOENZIMA?
La apoenzima es la parte proteica de una enzima, desprovista de los cofactores o coenzimas que puedan ser necesarios para que la enzima sea funcionalmente activa. La apoenzima es catalíticamente inactiva; cuando se le une la coenzima o cofactor adecuados, constituye la holoenzima.
¿QUE ES UNA COENZIMA?
Los coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de la enzima. Tienen en general baja masa molecular (al menos comparada con la apoenzima) y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donando electrones o grupos funcionales, que transportan de un enzima a otro.
A diferencia de las enzimas, los coenzimas se modifican y consumen durante la reacción química; por ejemplo, el NAD+ se reduce a NADH cuando acepta dos electrones (y un protón) y por tanto se agota; cuando el NADH libera sus electrones se recupera el NAD+, que de nuevo puede actuar como coenzima.
¿QUE ES CINETICA ENZIMATICA?
La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones químicas que son catalizadas por las enzimas. El estudio de la cinética de una enzima permite explicar los detalles de su mecanismo catalítico, su papel en el metabolismo, cómo es controlada su actividad en la célula y cómo puede ser inhibida su actividad por fármacos o venenos o potenciada por otro tipo de moléculas.

jueves, 10 de abril de 2008

Proteinas

La palabra proteína proviene del griego protos, que significa "lo primero o lo más importante".
Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc...
Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales llamados AMINOÁCIDOS unidos mediante enlaces peptídicos. El orden y disposición de los aminoácidos en una proteína depende del código genético, ADN, de la persona.

Las proteínas constituyen alrededor del 50% del peso seco de los tejidos y no existe proceso biológico alguno que no dependa de la participación de este tipo de sustancias. Las funciones principales de las proteínas son:
Ser esenciales para el crecimiento. Las grasas y carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener nitrógeno. Funciones:
-Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la síntesis tisular.
-Funcionan como amortiguadores, ayudando a mantener la reacción de diversos medios como el plasma.
-Actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo.
-Actúan como transporte de gases como oxígeno y dióxido de carbono en sangre. (hemoglobina).
-Actúan como defensa, los anticuerpos son proteínas de defensa natural contra infecciones o agentes extraños.
-Permiten el movimiento celular a través de la miosina y actina (proteínas contráctiles musculares).
Resistencia.
El colágeno es la principal proteína integrante de los tejidos de sostén.

Estructura de las proteínas

Estructura Primaria : Es el esqueleto covalente de la cadena polipeptídica, y establece la secuencia de aminoácidos.Rige el orden de encadenamiento por medio del enlace polipeptídico.
Estructura Secundaria : Ordenación regular y periódica de la cadena polopeptídica en el espacio.Rige el arreglo espacial de la cadena polipeptídica en el espacio.Arreglos : Hélice-a , Hélice-b , Hélice Colágeno.
Estructura Terciaria : Forma en la cual la cadena polipeptídica se curva o se pliega para formar estructuras estrechamente plegadas y compactas como la de las proteínas globulares.Rige el arreglo tridimensional en el cual participan las atracciones intermoleculares. (Fuerzas de Van der Walls, Puentes de Hidrógeno, Puentes disulfuro, etc).
Estructura Cuaternaria : Es el arreglo espacial de las subunidades de una proteínas, para conformar la estructura global.Es el acompañamiento paralelo de las cadenas polipeptídicas, responsable de las funciones de las proteínas.
Estructuras Supramoleculares : En ocasiones las proteínas asociadas a otras moléculas se ensamblan formando estructuras más complejas denominadas supramoleculares y que ofrecen ventajas de una unidad funcional, teniendo en cuenta una complejidad intermedia entre la conformación cuaternaria de las proteínas oligoméricas por un lado y los lisosomas o las mitocondrias por otro.Es la orientación a la que se ven obligadas en el espacio para ejercer su carácter óptimo.

Desnaturalización de las proteínas
La desnaturalización de las proteínas implica modificaciones en la estructura de la proteína que traen como resultado una alteración o desaparición de sus funciones.Este fenómeno puede producirse por una diversidad de factores, ya sean físicos cómo : el calor, las radiaciones ultravioleta, las altas presiones; o químicos cómo : ácidos, bases, sustancias con actividad detergente.Este fenómeno genera la ruptura de los enlaces disulfuro y los puentes de hidrígeno, generando la exposición de estos.Cuando la proteína es desnaturalizada pierde sus funciones cómo : viscocidad, velocidad de difusión y la facilidad con que se cristalizan.

Según su composición, las proteínas se clasifican en :

Proteínas Simples : Son aquellas que por hidrolisis, producen solamente µ -aminoácidos.
Proteínas Conjugadas : Son aquellas que por hidrolisis, producen µ -amino-ácidos y además una serie de compuestos orgánicos e inorgánicos llamados : Grupo Prostético.

Según su conformación, las proteínas pueden clasificarse en :

Proteínas Fibrosas : Son aquellas que se hayan constituídas por cadenas polipeptídicas, ordenadas de modo paralelo a lo largo de un eje formando estructuras compactas ( fibras o láminas).
Son materiales físicamente resistentes e insolubles en agua y soluciones salinas diluídas. Ej : (colágeno, µ -queratina, elastina).
Proteínas Globulares : Están constituídas por cadenas polipeptídicas plegadas estrechamente, de modo que adoptan formas esféricas o globulares compactas.

lipidos

Químicamente, son conjuntos de moléculas o substancias formadas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), que por la baja polaridad de sus moléculas son insolubles o poco solubles en agua y solubles en disolventes orgánicos (éter, tetracloruro de carbono, benceno, alcohol, etc). Algunos lípidos también contienen nitrógeno y fósforo (fosfolípidos).
Tipos de Lípidos: Se dividen en ácidos grasos esenciales y ácidos grasos no esenciales.
ACIDOS GRASOS ESENCIALES (AGE o EFA): Constituídos por aquellos que el cuerpo no puede sintetizar y deben aparecer en la dieta diaria. Acidos linoléico (Omega 6, polinsaturado), linolénicos (Omega 3, polinsaturado) y araquidónico (Omega 3, polinsaturado). Todos estos forman parte de la llamada serie Omega y colectivamente la denominada vitamina F.
ACIDOS GRASOS NO ESENCIALES (AGNE): Incluyen ácidos grasos saturados palmítico, esteárico y araquídico y ácidos grasos insaturados palmitoléico, oléico (moinsaturado, aceite de oliva).

Presentan un estado sólido o líquido según su molécula contenga un alto porcentaje de ácidos grasos saturados o insaturados. A diferencia de los aminoácidos (que generan polipéptidos) o los glúcidos (que se agrupan en polisacáridos), los lípidos no forman estructuras poliméricas macromoleculares. Biológicamente, están ampliamente distribuídas en animales y vegetales. Son partes fundamentales de todas las membranas celulares de los seres vivos. También forman parte de las vainas que envuelven los nervios.
Los lípidos son utilizados en muchas funciones.
Las pincipales son:

FUNCION ESTRUCTURAL: Participan de la formación de las lipoproteínas (lípidos+ proteínas) que son constituyentes importantes de las células, presentes tanto en la membrana celular como en las mitocondrias dentro del citoplasma. Forman las bicapas lipídicas de las membranas.

FUNCION DE RESERVA: Al igual que los glúcidos o carbohidratos, las grasas son fuentes y reserva de energía del organismo. Como principal reserva energética del organismo, un gramo de grasa produce aproximadamente 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4 kilocaloría/gr.

FUNCION DE TRANSPORTE O BIOCATALIZADORA: Son imprecindibles para otras funciones fisiológicas como vehiculación y la absorción de las vitaminas denominadas liposolubles (vitaminas A, D, E y K,) y la síntesis de ciertas hormonas y ácidos biliares.En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

FUNCION PROTECTORA : Son utilizados como material aislante del cuerpo, ya sea como capa protectora de los órganos vitales contra traumas físicos; aislante térmico en el tejido subcutáneo y alrededor de ciertos órganos; y los lípidos no polares actúan como aislante eléctrico, por lo que permiten la rápida propagación de las ondas de despolarización a los largo de los nervios mielinizados.

QUIMICA: Son largas cadenas lineales de carbono y que poseen átomos de hidrógeno y oxígeno con funciones carboxílicas. Pueden ser saturados (AGS, enlace simple, grasas sólidas) o insaturados (AGIS, doble enlace, grasas líquidas o aceites). La mayor parte de los ácidos grasos sueles ser de número par de C. Pueden ser utilizados energéticamente, pudiendo ser degradados completamente a CO2 y H2O.

FÓRMULAS QUÍMICAS:

Acido linoléico. CH3(CH2)4C=CCH2C=C(CH2)7COOH
Acido linolénico. CH3CH2C=CCH2C=CCH2C=C(CH2)7COOH
Acido araquidónico. CH3(CH2)3(CH2C=C)4(CH2)3COOH

carbohidratos

Los carbohidratos son sustancias formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno que son sintetizados a partir de CO2 y de H2O por los organismos fotosintéticos mediante el aprovechamiento de la energía de la luz.

El carbono es el elemento más abundante en las moléculas que forman a los seres vivos de los cuales constituye alrededor del 45 % de su peso

Los carbohidratos se clasifican según:

- el número de unidades de azúcar que los componen en
monosacáridos y polisacáridos.

- la localización del grupo carbonilo en aldosas y cetosas.

- el número de átomos de carbono en triosas, tetrosas,
pentosas, hexosas, heptosas, etc.

Los grupos C-OH y C = O de los carbohidratos generan cargas parciales en las moléculas, lo que facilita la formación de puentes de hidrógeno. Los monosacáridos son muy solubles en el agua y en otros solventes polares

En los grupos OH de los carbohidratos se generan cargas parciales con los que las moléculas de agua son capaces de establecer puentes de hidrógeno

El puente de hidrógeno es un enlace que se establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno y es la sustancia que mejor hace los puentes de hidrógeno. En la molécula de agua, los electrones están más cerca del oxígeno que del hidrógeno y por esto se generan dos cargas parciales negativas en el extremo donde está el oxígeno y dos cargas parciales positivas en el extremo donde se encuentran los hidrógenos no y por esto se generan. La presencia de cargas parciales positivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanes en los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargas parciales negativas.

Todos los carbohidratos excepto la dihidroxiacetona poseen uno o más átomos de carbono asimétricos, también conocidos como centros quirales.

- Los isómeros son sustancias que tienen la misma composición pero diferente fórmula estructural.

- Los carbohidratos pueden aparecer en varias formas que difieren entre sí en la orientación de sus grupos -OH a los que se les llama estereoisómeros.

- Los carbohidratos tienen carbonos asimétricos y el número de isómeros que un monosacárido puede tener sigue la relación 2n en donde
n = número de carbonos asimétricos.

- Los isómeros se clasifican de acuerdo a la orientación del -OH del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo ( aldehido o cetona).

- Si el -OH se orienta a la derecha el carbohidrato pertenece a la serie D y si se orienta hacia la izquierda pertenece a la serie L.

- Los monosacáridos tienen actividad óptica y desvían el plano de la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda.

Los carbohidratos estructurales forman parte de las paredes celulares en los vegetales y les permiten soportar cambios en la presión osmótica entre los espacios intra y extracelulares. En las grandes plantas y en los árboles, la celulosa cumple la función de carga y soporte. El polisacárido estructural más abundante en los animales es la quitina.