estrategias catalÍticas
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FUNCIÓN DE LA ENZIMA EN LA
REACCIÓN
Para las proteasas el desafío consiste en promover
una reacción que a pH neutro se lleva a cabo con
mucha lentitud en ausencia del catalizador
Para la anhidrasa carbónica el reto es alcanzar una
alta velocidad de reacción
Para las endonucleasas de restricción la idea es
alcanzar una alta especificidad
Para las nucleósido monofosfato quinasas, el reto es
transferir un grupo fosforilo desde el ATP a un
nucleótido y no al agua.
Las tres primeras requieren de la adición de agua
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PRINCIPIOS CATALÍTICOS
BÁSICOS 1.
-
CATÁLISIS COVALENTE: el centro activo tiene un grupo reactivo,
generalmente un nucleófilo potente que durante la reacción es modificado
covalentemente en forma temporal, como quimotripsina
2.
-
CATÁLISIS ÁCIDO
-
BASE: Aquí una molécula diferente al agua actúa como
dador o aceptor de un protón, como el aminoácido histidina que actúa como aceptor
de hidrógenos en reacciones proteolíticas.
3.
-
CATÁLISIS POR IÓN METÁLICO: Participan iones en la catálisis, como en
anhidrasa carbónica. Los iones pueden actuar de varias formas:
3.1.
-
como catalizador electrofílico, estabilizando una carga negativa de un
intermediario de la reacción
3.2.
-
puede generar un nucleófilo cuando aumenta la acidez de una molécula
cercana, como el agua
3.3.
-
puede unirse al sustrato aumentando el número de interacciones con la
enzima
4.
-
CATÁLISIS POR APROXIMACIÓN: Se da en reacciones bisustrato, la
velocidad de reacción aumenta notablemente si se lleva a los dos reactantes a una
misma superficie de unión. Un ejemplo son las mononucleósido fosfo quinasas.
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ACCIÓN DE LAS PROTEASAS
La hidrólisis de enlaces peptídicos es lenta, a
pH neutro se estima que se realiza entre 10 a
1000 años sin catalizador. Se debe a la
estabilidad de este enlace que por su carácter
planar y de resonancia se comporta como
doble enlace. Además, este fortalecimiento
hace que el átomo de crbono del carbono
carbonilo sea menos electrofílico y menos
susceptible al ataque nucleofílico que los
carbonilos de otros compuestos.
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ACCIÓN DE LA
QUIMOTRIPSINA Rompe enlaces peptídicos donde el aminoácido que aporta
el grupo carbonilo del enlace peptídico es uno voluminoso e
hidrofóbico como Try, Tir, Phe y Met.
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ACCION DE LA
QUIMOTRIPSINA El sustrato cromogénico análogo, éster p
-
nitrofenílico de N
-
acetil
-L
-
fenilalanina, produce un producto amarillo el p
-
nitrofenolatodespués de ser roto por quimitripsina
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CINÉTICA DE LA CATÁLISISPOR QUIMOTRIPSINA
La ruptura del éster p-nitrofenílico de N-acetil-L-fenilalanina se
ven 2 etapas, la“explosiva”(estado
preestacionario) y unafase de estado
estacionario.
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CATÁLISIS COVALENTE DEQUIMOTRIPSINA
Tiene lugar en dos etapas: acilación y desacilación:
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ESTRUCTURA TRIDIMENSIONALDE LA QUIMOTRIPSINA
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TRIADA CATALÍTICA DE LAQUIMOTRIPSINA
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HIDR LISIS PEPT DICA PORQUIMOTRIPSINA
Se puede observar dos mecanismos, catálisis ácido base y covalente
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CAVIDAD DEL OXIANIÓN
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BOLSILLO HIDROFÓBICO DELA QUIMOTRIPSINA
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NOMENCLATURA PARA LA ESPECIFICIDADDE LAS INTERACCIONES PROTEASA-
SUSTRATO
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BOLSILLOS S1 DE QUIMOTRIPSINA,TRIPSINA Y ELASTASA
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TRIADA CATAL TICA YCAVIDAD DEL OXIANIÓN DE
SUBTILISINA
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CARBOXIPEPTIDASA II: ESTRUCTURAY TRIADA CATALÍTICA
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MUTAGÉNESIS DIRIGIDA DE LASUBTILISINA
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TRES CLASES DE PROTEASAS Y SUS CENTROS ACTIVOS
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ESTRATEGIAS DE ACTIVACIÓN PARATRES CLASES DE PROTEASAS