Enzimas

La vida es inconcebible sin las enzimas. Las enzimas son catalizadores enormemente potentes que exhiben una especificidad elevada. Sin catalizadores estas reacciones no serian suficientemente rápidas para mantener la vida.

Una reaccion química tiene lugar cuando las moléculas que chocan poseen una cantidad mínima de energía denominada energía de activación (Ea) o en bioquímica energía libre de activación (    G flecha hacia arriba). No todas las colisiones producen reacciones químicas, debido a que solo una fracción de las moléculas posee la energía suficiente o la orientación correcta para reaccionar (es decir para romper los enlaces o para reagrupar los átomos en las moléculas de productos). Otra forma de aumentar la probabilidad de las colisiones es aumentar la concentración de los reactantes.

En los seres vivos la temperatura elevada puede dañar las delicadas estructuras biológicas y las concentraciones de los reactantes son habitualmente bajas. Los seres vivos evitan estos problemas utilizando las enzimas. Las enzimas poseen varias propiedades notables. Como por ejemplo:

•        Las velocidades de  las reacciones que catalizan las enzimas suelen extraordinariamente elevadas.
•          Las enzimas son muy específicas para las reacciones que catalizan.
•          Poseen estructuras muy complejas, por lo tanto se puede regular. 

Propiedades

Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de la reacción química y que no se altera de forma permanente por la reaccion. Los catalizadores realizan esta hazaña debido a que disminuyen la energía de activación que se requiere para una reaccion química. En otras palabras, los catalizadores proporcionan una ruta de reaccion alternativa que requiere menos energía.

La energía libre de activación se define como la cantidad de energía que se requiere para convertir 1 mol de moléculas de sustrato (reactante) desde el estado basal (la forma estable de baja energía de la molécula) al estado de transición.

La diferencia entre los catalizadores inorgánicos y las enzimas esta relaciona directamente con sus estructuras. A diferencia de los catalizadores inorgánicos, cada clase de moléculas enzimáticas contiene una superficie de unión de forma enrevesada y única denominada lugar activo. Los sustratos se unen en el lugar activo de la enzima que normalmente es una pequeña hendidura o grieta en una molécula proteica grande.

Las cadenas laterales de los aminoácidos que se encuentran en el lugar activo participan activamente en el proceso catalítico.

Otros factores, como los efectos electrostáticos, la catálisis acido base general  y la catálisis covalente contribuyen a  incrementar las velocidades de las reacciones catalizadas por las enzimas sobre las reacciones que no están catalizadas por enzimas.

El modelo llave-cerradura de la acción enzimática, expuesto por Emil Fisher en 1980, explica en parte la especificidad enzimática.

Los cofactores enzimáticos pueden ser iones, como el Mg o el Zn y también moléculas orgánicas complejas, denominadas coenzimas.  El componente proteico de una enzima que carece de un cofactor esencial se denomina apoenzima. Las enzimas intactas con sus cofactores unidos se denominan holoenzima.  

Clasificación de las enzimas

Las enzimas se clasifican según el capricho de sus descubridores. Las enzimas solían nombrarse añadiendo el sufijo –asa al nombre del sustrato. Por ejemplo, la ureasa cataliza la hidrólisis de la urea. Para eliminar la confusión, la unión internacional de Bioquímica (UIB) instituyo un esquema de denominación sistemático para las enzimas. Cada enzima se clasifica en la actualidad de acuerdo con la clase de reaccion que cataliza.

Las seis categorías principales de enzimas son:

  ----Oxidorreductasas: catalizan reacciones de oxidación-reducción 

Ejemplos: deshidrogenasas, oxidasas, reductasas, peroxidasas. 

-----Transferasas: catalizan reacciones en las que hay una transferencia de grupos de una molécula a otra. 

Ejemplos: amino, carboxilo, carbonilo, metilo, fosforilo, etc.

Los nombres comunes suelen incluir prefijo trans. Ejemplo: transcarboxilasas,  transaminasas. 

----Hidrolasas: catalizan reacciones en la que se produce la rotura de enlaces por la adicción de agua.  Ejemplo: esterasas, fosfatasas, etc.      

----Liasas: catalizan reacciones en las que se eliminan grupos. Por ejemplo: H20, C02, NH3. Ejemplo: Liasas, descarboxilasas, hidratasas, etc.

---Isomerasas: catalizan varios tipos de reordenamiento intramoleculares. Ejemplo: epimerasas, mutasas.

----Ligasas: catalizan la formación de un enlace entre dos moléculas de sustrato.   Ejemplo: piruvato Carboxilasa.

Cinética enzimática:

Es el estudio cuantitativo de la catálisis enzimática.

La velocidad de la reacción bioquímica se define como el cambio de la concentración de un reactante o producto por unidad de tiempo. La velocidad inicial Vo de la reaccion AàP

Otro término que es útil para describir una reaccion es el orden de la reaccion. El orden se determina de forma empírica, es decir mediante experimentación. 

Cinética de Michaelis-Menten 

Unos de los métodos más útiles en la investigación sistemática de las velocidades enzimática fueron propuestos por Leonor Michaelis y Maud Menten en 1913. El complejo enzima sustrato. Cuando se une el sustrato S en el lugar activo de una enzima E, se forma un complejo intermediario (ES) durante el estado de transición, el sustrato se convierte en producto.

La ecuación de Michaelis-Menten nos da una hipérbola. 

Donde

K1= constante de la velocidad de la formación de ES

K2= constante de velocidad de la disociación de ES

K3= constante de velocidad de la formación y liberación del producto del lugar activo.

                            Representación de Lineweave-Burk

Se representa las inversas de las velocidades iniciales frente a las inversas de las concentraciones de sustrato. En estos gráficos, que se denominan representaciones dobles inversas de Line weaver-Burk.  

Inhibición enzimática:

Las moléculas que reducen la actividad de una enzima, denominadas inhibidores, incluyen muchos fármacos, antibióticos, conservantes alimentarios y venenos.

En primer lugar y la razón más importante, en los seres vivos la inhibición enzimática es un medio importante para regular las rutas metabólicas.

En segundo lugar, numerosos tratamientos clínicos se fundamentan en la inhibición enzimática. Por ejemplos: muchos  antibióticos y fármacos reducen o eliminar la actividad de enzimas específicas.    

 La inhibición enzimática puede producirse cuando un compuesto compite con el sustrato por el lugar activo de la enzima libre, se une al complejo ES en un lugar separado por el lugar activo, o se une a la enzima libre en un lugar separado del lugar activo. Se describe tres clases de inhibidores enzimáticos reversibles: se unen por enlace no covalente: 

Inhibidores competitivos:

Se unen de forma reversible a la enzima libre, y no al complejo ES, para formar un complejo enzima-inhibidor (EI). La actividad de la enzima disminuye debido a que no se produce una reaccion productiva durante el tiempo limitado que existe el complejo EI. Con esta inhibición la Vmax permanece constante y el Km aumenta.

Inhibidores  acompetitivos:

El inhibidor se une al complejo enzima-sustrato, y  no a la enzima libre. La inhibición acompetitiva suele observarse en las reacciones en las que las enzimas unen más de un sustrato.  Con la inhibición competitiva aumenta Km de la enzima y mantiene la Vmax inalterada.

Inhibidor no competitivo:

En algunas reacciones catalizadas por enzimas el inhibidor puede unirse tanto a la enzima como al complejo enzima-sustrato. Con la inhibición no competitiva el Vmax desciende y el Km permanece constante.

Existen dos formas de inhibición no competitiva: pura y mixta. La inhibición pura es un fenómeno poco frecuente ambos valores de K1 son equivalentes. La inhibición mixta es de forma característica más complicada debido a que los valores de K1 son diferentes.

Inhibición irreversible: el inhibidor normalmente se une en por enlace covalente a la enzima, con frecuencia a una cadena lateral del lugar activo. 

Enzimas  alostéricas: las mayorías de las enzimas alosterica son proteínas con varias subunidades.  La actividad de las enzimas alosterica se ve afectada por moléculas efectoras que se unen a otros lugares denominados lugares alóstericos o reguladores.

Catálisis:

Se utiliza la cristalografía de rayos X.

Mecanismos catalíticos:

Varios factores contribuyen a la catálisis enzimática, los más importantes son: los efectos de proximidad y tensión, los efectos electrostáticos, la catálisis acido básica y la catálisis covalente.

Efectos de proximidad y tensión: cuando una enzima y el sustrato están muy próximos se comparten como si fueran parte de la misma molécula.

Efectos electrostáticos: está relacionado con la capacidad de las moléculas de disolverse de los alrededores para reducir las fuerzas de atracción entre los grupos químicos.

Catálisis ácidobásica: los grupos químicos pueden hacerse más reactivos añadiendo o eliminando un protón. El anillo imidazol protonado puede servir como acido general y el anillo imidazol desprotonado servir como base general.

Catálisis covalente: un grupo nucleófilo de una cadena lateral forma un enlace covalente inestable con el sustrato. El complejo enzima-sustrato forma el producto.

Función de los cofactores en la catálisis enzimática: las enzimas requieren cofactores no proteicos, es decir, cationes metálicos  y coenzimas.

Metales: proporcionan una concentración elevadas de cargas positivas que es especialmente útil para la unión de las moléculas pequeñas. Debido a que los metales de transición actúan como acido de Lewis, son eficaces electrófilos.

Coenzimas: la mayoría derivan de las vitaminas.

Se dividen en: hidrosolubles y liposolubles.

Efectos de la temperatura y del  pH sobre las reacciones catalizadas por las enzimas.

Las enzimas  son especialmente sensibles a las variaciones de la temperatura y del pH

TEMPERATURA:

Cuanto mayor es la temperatura mayor es la velocidad de reaccion.  Cada enzima tiene una temperatura óptima a la cual actúa con su máxima eficacia. Debido a que las enzimas son proteínas, los valores de temperatura óptima dependen del pH  y de la fuerza iónica.

Si la temperatura se incrementa mas allá de la temperatura optima, la actividad enzimática disminuirá bruscamente. La temperatura optima de una enzima normalmente esta cerca de la temperatura normal del organismo del que procede. Por ejemplo: la temperatura óptima de la mayoría de las enzimas del ser humano está próxima a los 37° C

pH: la actividad catalítica está relacionada con el estado iónico del lugar activo. Si el pH es lo suficientemente alcalino para que el grupo pierda su protón. La actividad enzimática puede deprimirse. 

 Se

Medicamentos con contenido enzimático

Pancrelipase: 

¿Para cuales condiciones o enfermedades  se prescribe este medicamento?

Las capsulas de liberación retardada de pancrelipase ( Creon, Pancreaze, Pertsye . se utilizan ertzye, senpep) se utilizan para mejorar la digestión de alimentos en niños y adultos que no tienen suficientes enzimas pancreaticas. (sustancias necesarias para disolver los alimentos de tal forma que pueden ser digeridos) se utililizan) pertzye, senpep) se utlizan para mejorar la digestion de alimentos en niños y adultos que no tienen suficientes enzimas pancreaticas. (sustancias necesarias para disolver los alimentos de tal forma que pueden ser digeridos)

Pancrelipase se encuentra en un tipo de medicamentos llamado enzimas. pancrelipase actúa en lugar de las enzimas que normalmente producen páncreas. trabaja para disminuir las evacuaciones intestinales,grasas y mejorar la nutrición al disolver las grasas, proteínas y almidones de los alimentos en pequeñas sustancias que pueden absorberse del intestino. 

¿como se debe usar este medicamento?

Se presenta en comprimidos y capsulas de liberación retardad de uso oral. se toma mucha agua con

cada comida refrigerio, por lo general de 5 a 6 veces al día. Pancrelipase se vende bajo diferentes nombre comerciales.

¿cuales son los efectos secundarios que podría este medicamento?

1- dolor de cabeza

2- tos 

3- dolor de garganta.

4- dolor de cuello

5- acidez

6-gases, etc.

Marcas comerciales

·         Creon^®

·         Pancreaze^®

·         Pertzye^®

·         Ultresa^®

·         Viokace^®

·         Zenpep

Eurobiol 

Laboratorio: LABORATORIOS ANDROMACO S.A.I.C.I.
Forma: POLVO 5 G [1]
ATC: MEDICAMENTOS DIGESTIVOS CONTENIENDO ENZIMAS
Via: ORAL
Venta: BAJO RECETA
Principios Activos: 
PÁNCREAS TOTAL LIOFILIZADO DE CERDO 4.105 G

Coloplex 

Forma: CAPSULAS

ATC: MEDICAMENTOS DIGESTIVOS CONTENIENDO ENZIMAS

Via: ORAL

Venta: BAJO RECETA

Principios Activos: 

ESENCIA DE MENTA B.P. 0.2 ML

INDICACIONES

Las cápsulas no deben ser partidas ni masticadas. Una cápsula 3 veces por día, preferiblemente antes de las comidas e ingerida con una pequeña cantidad de agua. Las cápsulas no deben ser tomadas inmediatamente después del alimento. El tratamiento debe mantenerse hasta que los síntomas desaparezcan. La dosis puede elevarse a 2 cápsulas, 3 veces por día cuando son más severos los trastornos.