domingo, 27 de abril de 2008

Enzimas


1. ¿Qué es una enzima?
Son proteínas que disminuyen la cantidad de energía que se requiere para llevar a cabo una reacción; esta actividad catálitica es específica.
Son proteínas especializadas en la catálisis de las reacciones biológicas.
2. ¿Cómo se clasifica las enzimas?
Se clasifican de acuerdo con el tipo de reacción catalizada, dividida en 6 clases principales:
1. Óxido-reductasas ( Reacciones de oxido-reducción)
Son las enzimas relacionadas con las oxidaciones y las reducciones biológicas que intervienen de modo fundamental en los procesos de respiración y fermentación. Las oxidoreductasas son importantes a nivel de algunas cadenas metabólicas, como la escisión enzimática de la glucosa, fabricando el ATP, verdadero almacén de energía. Extrayendo dos átomos de hidrógeno, catalizan las oxidaciones de muchas moléculas orgánicas presentes en el protoplasma; los átomos de hidrógeno tomados del sustrato son cedidos a algún captor. En esta clase se encuentran las siguientes subclases principales: Deshidrogenasas y oxidasas. Son más de un centenar de enzimas en cuyos sistemas actúan como donadores, alcoholes, oxácidos aldehidos, cetonas, aminoácidos, DPNH2, TPNH2, y muchos otros compuestos y, como receptores, las propias coenzimas DPN y TPN, citocromos, O2, etc.
2.Las Transferasas
Estas enzimas catalizan la transferencia de una parte de la molécula (dadora) a otra (aceptora). Su clasificación se basa en la naturaleza química del sustrato y en la del aceptor. También este grupo de enzimas actúan sobre los sustratos mas diversos, transfiriendo grupos metilo, aldehído, glucosilo, amina, sulfató, sulfúrico, etc.
3.Las Hidrolasas
Esta clase de enzimas actúan normalmente sobre las grandes moléculas del protoplasma, como son la de glucógeno, las grasas y las proteínas. La acción catalítica se expresa en los enlaces entre átomos de carbono y nitrógeno (C-N) o carbono oxigeno (C-O); simultáneamente se obtiene la hidrólisis. El hidrógeno y el oxidrilo resultantes de la hidrólisis se unen respectivamente a las dos moléculas obtenidas por la ruptura de los mencionados enlaces. La clasificación de estas enzimas se realiza en función del tipo de enlace químico sobre el que actúan. A este grupo pertenecen proteínas muy conocidas: la pepsina, presente en el jugo gástrico, y la tripsina y la quimiotripsina, segregada por el páncreas. Desempeñan un papel esencial en los procesos digestivos, puesto que hidrolizan enlaces pépticos, estéricos y glucosídicos.
4.Las isomerasas
Transforman ciertas sustancias en otras isómeras, es decir, de idéntica formula pero con distinto desarrollo. Son las enzimas que catalizan diversos tipos de isomerización. Se dividen en varias subclases. Las racemasas y las epimerasas actúan en la racemización de los aminoácidos y en la epimerización de los azúcares. Las primeras son en realidad pares de enzimas específicas para los dos isómeros y que producen un solo producto común.
Las isomerasas cis – trans modifican la configuración geométrica a nivel de un doble ligadura. Los óxidos – reductasas intramoleculares catalizan la interconversión de aldosas y cetosas, oxidando un grupo CHOH y reduciendo al mismo tiempo al C = O, como en el caso de la triosa fosfato isomerasa, presente en el proceso de la glucólisis; en otros casos cambian de lugar dobles ligaduras
Las transferasas intramoleculares (o mutasas) pueden facilitar el traspaso de grupos acilo, o fosforilo de una parte a otra de la molécula, como la lisolecitina que transforma la 2 – lisolecitina en 3 – lisolecitina, etc. Algunas isomerasa actúan realizando inversiones muy complejas, como transformar compuestos aldehídos en compuestos cetona, o viceversa. Estas ultimas desarrollan una oxidorreducción dentro de la propia molécula (oxido reductasa intramoleculares) sobre la que actúan, quitando hidrógeno, a algunos grupos y reduciendo otros; actúan ampliamente sobre los aminoácidos, los hidroxácidos, hidratos de carbono y sus derivados.

5.Las Liasas
Estas enzimas raramente construyen enlaces entre átomos de carbono, o bien entre carbono y oxigeno, carbono y nitrógeno, y carbono y azufre. Los grupos separados de las moléculas que de sustrato son casi el agua, el anhídrido carbónico, y el amoniaco. Algunas liasa actúan sobre compuestos orgánicos fosforados muy tóxicos; otros separan el carbono de numerosos sustratos.

6. Las Ligasas
Es un grupo de enzimas que permite la unión de dos moléculas, lo cual sucede simultáneamente a la degradación del ATP, que, en rigor, libera la energía necesaria para llevar a cabo la unión de las primeras. Se trata de un grupo de enzimas muy importantes y recién conocidas, pues antes se pensaba que este efecto se llevaba a cabo por la acción conjunta de dos enzimas, una fosfocinasa, para fosforilar a una sustancia y una transferasa que pasaría y uniría una sustancia con otra. A este grupo pertenecen enzimas de gran relevancia, como las aminoácido –ARNt ligasas conocidas habitualmente con el nombre de sintetasas de aminoácidos –ARNt o enzimas activadoras de aminoácidos que representan el primer paso en el proceso biosintético de las proteínas, y que forman uniones C-O; las ácido-tiol ligasas, un ejemplo típico de las cuales es la acetil coenzima. A sintetasa, que forma acetil coenzima. A partir de ácido acético y coenzima A ; las ligasas ácido – amoniaco (glutamina sintetasa), y las ligasas ácido-aminoácido o sintetasas de péptidos, algunos de cuyos ejemplos más conocidos son la glutación sintetasa, la carnosina sintetasa, etc.
3. ¿Cómo actúa una enzima?
La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. El sustrato se une al enzima a través de numerosas interacciones débiles como son: puentes de hidrógeno, electrostáticas, hidrófobas, etc, en un lugar específico , el centro activo. Este centro es una pequeña porción del enzima, constituido por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato. Con su acción, regulan la velocidad de muchas reacciones químicas implicadas en este proceso.


4. ¿Qué es una apoenzima?
Parte de la proteína que es cataliticamente inactiva.

5. ¿Qué es una coenzima?
Es una pequeña molécula orgánica que se une a una enzima y que es esencial para su actividad, pero que no sufre una alteración permanente en la reacción. La mayor parte de las coenzimas derivan de las vitaminas y cada tipo de coenzima tiene una función bioquímica concreta. Algunas son agentes de oxidorreducción, otras facilitan la transferencia de grupos, entre otras actividades bioquímicas. Por lo tanto, las coenzimas son la forma activa de las vitaminas, como por ejemplo, la forma activa o coenzimática de la tiamina es el pirofosfato de tiamina (PPT), siempre y cuando la célula produzca ATP y pueda fosforilar a la vitamina para convertirla en coenzima (su forma activa).
6.¿Qué es 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

Proteínas

Proteínas





Formadas por aminoácidos.





Funciones:



  • Enzimas

  • Transportadoras (hemoglobina, lipoproteínas)

  • Estructural

  • Defensa (anticuerpos)


Estructura de las proteínas:



Primaria: Es una secuencia de aminoácidos



Secundaria: En lámina Beta plegada ó en Hélice. Se forma está estructura debido a los puentes de hidrógeno.



Terciaria: Es la forma tridimensional, es cuando se enrosca la estructura terciaria. Los enlaces causantes de las estructuras terciarias son: Enlace iónico (puente salino), Enlace hidrofóbo, Puente de hidrógeno y Puente de disulfuro.



Cuarta: Es la unión de varias terciarias.







Lecitina

Lecitina


Fosfolípido: Fosfatidilcolina constituido por una molécula de glicerol, dos ácidos grasos, un grupo fosfato y la colina. Existen varias fosfatidilcolinas diferenciadas por sus ácidos grasos. Importante en las membranas celulares, en el cerebro y nervios.
Emulsificante, antioxidante. Impide que el agua y el aceite se separen debido a que es parcialmente soluble en agua.
Por otra parte, los fosfolípidos tienen un importante rol nutricional ya que participan de un gran número de procesos metabólicos en tejidos, células sanguíneas y fluídos orgánicos. Estos incluyen: absorción de grasas, metabolismo del colesterol, regulación del nivel sérico de lípidos, transporte de grasas, coagulación sanguínea, funciones neuronales y pulmonares, biosíntesis de prostaglandinas, y procesos visuales.

Beneficios:
Emulsifica las grasas permitiendo su transporte y movilización en la sangre.
Reduce los niveles de colesterol en la sangre.
Actúa como tonificante cerebral, por su alto contenido de fósforo.
Auxiliar para personas con disfunciones de la vesícula biliar.
Coadyuvante para el tratamiento de los desordenes hepáticos.
Facilita la absorción de algunas vitaminas del complejo B y de la vitamina A.

Ácidos Omega 3 y 6

Ácidos grasos omega 3 y 6
Los ácidos grasos omega 3 y 6 se encuentran dentro de los denominados como esenciales por la razón de que el propio cuerpo humano no lo produce. Esto hace que deban ser ingeridos a través de una alimentación adecuada. Estos ácidos producen un efecto de disminución de los niveles de colesterol y triglicéridos, y a su vez reducen la agregación plaquetaria en las arterias. Esto implica que las plaquetas que circulan en sangre no se adhieren unas con otras, previniendo así la formación de coágulos. Entre otras funciones del Omega-3 se destaca su intervención en la formación de las membranas de las células; conforman la mayor parte de los tejidos cerebrales siendo que las células nerviosas son ricas en ácidos grasos Omega-3 y se convierten en prostglandinas, sustancias con un papel importante en la regulación de los sistemas cardiovascular, inmunológico, digestivo, reproductivo y que tienen efectos antinflamatorios y evita la arterioesclerosis (endurecimiento de las arterias). Los ácidos grasos Omega 3 y Omega 6 son grasas poliinsaturadas que aparecen como aceites. Linoléicos los omega 3, y linoleicos y araquidónicos los omega 6. Los ácidos grasos Omega 3 y 6 se encuentran en altas concentraciones en los pescados, y en menor proporción semillas y aceites vegetales como lino, soja, y nueces. Su consumo reduce los niveles séricos de colesterol. Para prevenir este tipo de afecciones es útil el consumo de 400 gramos semanales (dos porciones) de pescado.

Lípidos

Lípidos


Se denominan lípidos aquellos compuestos que son insolubles en agua, pero son solubles en solventes orgánicos


Digestión de lipidos:

Los lípidos son transportados por lipoproteínas al Intestino Delgado hacia las células cepillo.

Los ácidos grasos entran al interior de la mitocondria, posteriormente en la matriz mitocondrial ocurre la Beta Oxidación (rompimiento de ácidos grasos), esto fragmenta al ácido graso y cada 2 carbonos da como producto 2 acetil CoA, que entra al Ciclo de Krebs.



Características generales:
Los lípidos son biomoléculas muy diversas; unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos).


Clasificación:
Lípidos saponificables
Simples. Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Acilglicéridos. Cuando son sólidos se les llama grasas y cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.

Céridos (ceras)
Son los lípidos que además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u otra biomolécula como un glúcido.

Lípidos insaponificables

Terpenoides
Los terpenoides, terpenos o isoprenoides, son lípidos derivados del hidrocarburo isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno). Algunos terpenoides importantes son las vitaminas A, K y E.

Esteroides
Entre los esteroides más destacados se encuantran los ácidos biliares, las hormonas sexuales, las corticosteroides, la vitamina D y el colesterol. El colesterol es el precursor de numerosos esteroides y es un componente más de la bicapa de las membranas celulares.

Eicosanoides
Los eicosanoides o icosanoides son un grupo de moléculas de constitución lipídica derivadas de los ácidos grasos esenciales de 20 carbonos tipo omega-3 y omega-6. Los principales precursores de los eicosanoides son el ácido araquidónico, el ácido linoleico y el ácido linolénico. Todos los eicosanoides son moléculas de 20 átomos de carbono.

Funciones de los lípidos:
Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas:
Función de reserva energética. Los triglicéridos son la principal reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo.
Función estructural. Los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Los triglicéridos del tejido adiposo recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos.
Función reguladora, hormonal o de comunicación celular. Las vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica (terpenoides, esteroides); las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones de reproducción; los glucolípidos actúan como receptores de membrana; los eicosanoides poseen un papel destacado en la comunicación celular, inflamación, respuesta inmune, etc.


Ácido graso esencial: Ácido Oleico







Carbohidratos

Carbohidratos

Los carbohidratos son biomoléculas que estan compuestas por un aldehído y alcoholes llamados poliicroxialdeidos ó polihidroxicetonas. Son moléculas que por excelencia proporcionan energía.


Monosacáridos
Son los glúcidos más simples, están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden considerarse polialcoholes.

Disacáridos
Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se unen mediante una enlace covalente conocido como enlace glucosídico.
La sacarosa es el disacárido más abundante y la principal forma en la cual los carbohidratos son transportados en las plantas.

Oligosacáridos
Los oligosacáridos están compuestos por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas.

Polisacáridos
Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento. El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada). En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado.
La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales.

Por lo tanto las principales rutas metabólicas de los glúcidos son:
Glicólisis: Oxidación de la glucosa a piruvato.
Gluconeogénesis: Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos.
Glucogénesis: Síntesis de glucógeno.
Ciclo de las pentosas: Síntesis de pentosas para los nucleótiodos.


En el metabolismo oxidativo encontramos rutas comunes con los lípidos como son el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.
La principal hormona que controla el metabolismo de los hidratos de carbono es la insulina.
Molécula de glucosa

Buffers en el cuerpo

Un buffer es un sistema de amortiguamiento, el cual evita que un medio se acidifique o se vuelta totalmente base, mantiendo constante su pH.

En el cuerpo humano encontramos cuatro sistema amortiguamiento:

1. El ácido carbónico, actúa mantiendo constante el pH de la sangre. La concentración de bicarbonato viene regulada por los riñones y la del dióxido de carbono por el sistema respiratorio.

2. Las proteínas.

3. Los iones fosfato, que es un sistema tamponado compuesto de ácido fósforico y sales de sodio o de potasio. Este buffer es importante en el cuerpo para regular el pH de los fluidos en los túbulos renales.

4. La hemoglobina.

Y como principales órganos buffer son: los pulmones y riñones.