2. • El metabolisme és el conjunt de
reaccions químiques que es
produeixen constantment a les
cèl·lules.
• En els organismes pluricel·lulars és
necessari també un control
general, ho fa el sistema endocrí
mitjançant les hormones,
missatgers químics que regulen el
metabolisme intern.
• Les substàncies necessiten “ajuda”
per reaccionar, aquesta
dependència permet regular les
reaccions, és a dir, controlar
bioquímicament el metabolisme
3. Els enzims • Són els biocatalitzadors de les
reaccions biològiques.
Actuen:
• Rebaixant l’energia d’activació
• Augmentant la velocitat de reacció
• No es consumeixen durant la
reacció. Substrat + Enzim =
Producte + Enzim
• Són molt específics i actius, sempre
actuen a temperatura ambient i
tenen un pes molecular molt elevat
(tots són proteïnes excepte els
ribozims que són ARN).
4. Segons l’estructura hi ha dos tipus d’enzims:
1. Enzims estrictament proteics.
2. Holoenzims, constituïts per:
Apoenzim, fracció polipeptídica
Cofactor, pot ser:
• Un ió metàl·lic, Mg2+, Zn2+, K+.
• Coenzim, molècula orgànica, ATP, NAD+, NADP+, CoA.
Els cofactors estan units dèbilment a l’apoenzim. Si s’uneixen covalentment s’anomenen
grups prostètics, com el grup hemo de l’hemoglobina.
5. El substrat s’uneix al centre actiu de l’enzim com la clau al pany. Per tant, és important
perquè es formi aquest complex enzim-substrat la conformació tridimensional de l’enzim
i l’existència en el centre actiu de determinats aminoàcids que afavoriran la reacció.
S’estableixen enllaços febles o covalents i provoquen la ruptura d’alguns dels enllaços del
substrat.
Els enzims tenen una gran especificitat, encara que hi ha diversos graus.
6. Cinètica de l’activitat enzimàtica
• L’activitat de cada enzim es pot
representar amb una gràfica
que relaciona l’augment de la
velocitat de reacció a mesura
que augmenta la concentració
de substrat. La KM o constant
de Michaelis-Menten és la
concentració de substrat en la
qual la velocitat de reacció és
la meitat de la velocitat
màxima. La KM dóna idea del
grau d’afinitat que hi ha entre
un enzim i el seu substrat.
7. A mesura que augmenta la concentració de substrat augmenta la
velocitat de reacció fins que totes les molècules d’enzim estan
ocupades i només s’uniran a un altre substrat quan alliberin el
producte. En aquest moment la velocitat de reacció es manté
constant i diem que l’enzim està saturat.
8. Factors que afecten a l’activitat enzimàtica
• Temperatura. A l’augmentar la
temperatura augmenta la
velocitat de reacció, però a
partir d’una determinada
temperatura es perd l’activitat
enzimàtica per desnaturalització
de l’enzim. Per tant, hi ha una
temperatura òptima.
• pH. També hi ha un pH òptim en
el qual el grau d’ionització dels
aminoàcids del centre actiu i del
substrat és l’adequat perquè es
produeixi la reacció.
• Inhibidors. Substàncies que
disminueixen l’activitat d’un
enzim o l’impedeixen l’actuació.
9. La inhibició pot ser:
1. Irreversible, quan l’inhibidor o verí es
fixa permanentment al centre actiu,
altera l’estructura de l’enzim i
l’inutilitza.
2. Reversible, no s’inutilitza el centre actiu,
s’impedeix temporalment el seu
funcionament. Aquesta inhibició pot ser de
dos tipus:
Competitiva, si l’inhibidor és similar al
substrat i per això competeix amb ell
per unir-se al centre actiu. La velocitat
de reacció variarà segons la
concentració de substrat i d’inhibidor.
No competitiva, si l’inhibidor s’uneix al
complex enzim-substrat i impedeix la
separació, o bé s’uneix al substrat i
impedeix que s’uneixi a l’enzim.
10. Enzims al·lostèrics
• Són els que poden adoptar
dues formes estables, una
activa i una altra no. El pas
d’una a l’altra depèn de la
unió d’un lligand, que pot
ser activador o inhibidor.
• La representació gràfica de
l’activitat d’un enzim
al·lostèric és una corba
sigmoïdal. Com que
necessita lligand, la
velocitat de reacció en
funció de la concentració
de substrat augmenta poc
a poc, però gràcies a la
transmissió al·lostèrica,
arriba un moment en què
la velocitat augmenta
ràpidament.
11. • Els enzims al·lostèrics solen estar formats per diverses subunitats o
protòmers, cadascú amb el seu centre actiu i el seu centre regulador. La
variació en la conformació d’un protòmer es transmet instantàniament als
altres protòmers que es fan també actius. Aquest efecte s’anomena
transmissió al·lostèrica.
12. L’ hemoglobina
La seva corba de saturació és
sigmoide, la qual cosa indica que els
quatre llocs d’unió funcionen
cooperativament.
La unió d’una molècula d’oxigen a un
grup hemo fa augmentar l’afinitat del
llocs que encara es trobem
desocupats.
Als pulmons, on la pressió parcial
d’oxigen és alta, l’Hb està practicament
saturada.
Als teixits, on la pressió parcial és
baixa, l’Hb allibera l’oxigen.
13. Els enzims al·lostèrics es troben al
començament de vies metabòliques,
successió de reaccions bioquímiques
encadenades que condueixen des d’una
substància inicial (substrat) fins a una
substància final (producte) a través de
diferents compostos intermedis (metabòlits).
Es coneixen diferents formes de regular una
via metabòlica:
Regulació per retroinhibició o inhibició feed
back . El producte final de la via metabòlica
és l’inhibidor del primer enzim de la via,
d’aquesta manera quan hi ha suficient
producte al medi s’atura la seva síntesi.
Regulació per inducció enzimàtica. El
substrat de la via és l’activador del primer
enzim, sempre que hi hagi substrat l’enzim
estarà actiu.
14. Classificació dels enzims
S’esmenta el nom del substrat, el nom del coenzim i la funció de l’enzim.
Ex. Succinat-flavino-deshidrogenasa.
Generalment només s’utilitza el nom del substrat acabat en “asa”. Ex. Maltasa,
lipasa.
Alguns conserven la denominació antiga. Ex. Tripsina, pepsina.
Segons la funció que exerceixen els enzims es classifiquen en 6 classes:
15. Els coenzims
Són cofactors orgànics , units
feblement amb l’apoenzim,
la funció dels quals és ser
transportadors de grups
químics.
16. Diferenciem dos tipus:
Coenzims d’oxidació i reducció, transporten H+ i e-. Són el NAD+, el NADP+ i el FAD.
Coenzims de transferència, transporten radicals. Són l’ATP, trasporta grups fosfat, i l’acetil
coenzim A, CoA, transporta grups acetil
17. Vitamines
Són glúcids o lípids senzills que actuen com a coenzims i que una determinada
espècie no pot sintetitzar i per tant els ha d’incorporar amb la dieta.
18. Hormones
Són substàncies químiques produïdes per glàndules endocrines, alliberades al
medi intern i que actuen sobre un òrgan determinat, anomenat òrgan diana.
