CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS

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1 Nomenclatura CLASIFICACIÓN DE ENZIMAS TEMA 15 Muchos se denominan utilizando el sufijo asa a continuación del nombre del sustrato Ej: Ureasa DNA polimerasa Existen también nombres que no se refieren al sustrato Ej: pepsina; tripsina. Acuerdo Internacional NMENCLATURA (4 dígitos) CLASIFICACIÓN ( 6 clases) NMENCLATURA: nº clasificativo de 4 dígitos SUSTRAT + TIP DE REACCIÓN + ASA Comisión de Enzimas (EC) de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular(IUBMB) nombra y clasifica. Clasificación funcional sistemática. Cada enzima código con 4 dígitos que la caracteriza o tipo de reacción catalizada: 1 dígito - clase 2 dígito - subclase 3 dígito - sub-subclase 4 dígito - indica sustrato Número de Clasificación y Nomenclatura E.C clase-transferasas 7 - subclase - Fosfotransferasas 1 - sub-subclase Fosfotransferasa, que transfiere grupo fosfato y utiliza grupo hidroxilo como aceptor 1 nº de serie asignado arbitrariamente, indica ser una D-glucosa el aceptor del grupo fosfato Nombre trivial: Hexoquinasa ATP + D-glucosa ADP + D-glucosa- 6- fosfato Nombre sistemático: ATP: glucosa fosfotransferasa 1

2 CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS En función de su acción catalítica específica, dintiguimos 6 grandes grupos o clases: Clase 1: XIDRREDUCTASAS Clase 2: TRANSFERASAS Clase 3: HIDRLASAS Clase 4: LIASAS Clase 5: ISMERASAS Clase 6: LIGASAS Grupo 1: xidorreductasas Catalizan reacciones de oxidorreducción A red + B ox A ox + B red AH 2 + B A + BH 2 A : es el reductor o dador electrónico B : es el oxidante o aceptor electrónico Transferencia de hidrógeno (H) En las reacciones redox, siempre tienen que estar presentes a la vez el aceptor y el dador electrónico. Dador: Aceptor oxidorreductasa Esquema de oxidorreductasas Glucosa : 2 oxidorreductasa EC Dador Aceptor Nombre común: Glucosa oxidasa El nombre recomendado por la IUBMB es el de deshidrogenasas ó reductasas Las subclases se forman según la naturaleza del dador: 1.1 CH- 1.6 NADH y NADPH 1.2 CH 1.3 CH-CH 1.4 CH-NH C-NH- Ejemplos: succinato deshidrogenasa o la citocromo c oxidasa. 2

3 Nomenclatura en oxidorreductasas: 1.1. Alcohol Deshidrogenasas = alcohol NAD + oxidorreductasas R-CH NAD + R-C + NADH + H H + NAD + : nucleótido derivado de la piridina. Coenzima que transporta equivalentes de reducción. Transporta 2e - y 1H xidasas Transfieren 2 e - desde un dador al oxígeno (aceptor), formandose H 2 2. Ej: oxidación de glucosa β-d-glucosa + 2 δ-gluconolactona + H 2 2 Glucosa oxidasa 1.13.xigenasas Incorporan 2 átomos de 2 a un solo sustrato. Ej:catecol oxigenasa Hidroxilasas: incorporan 1 átomo de 2 en el sustrato y el otro forma H 2 Progesterona NADPH + H + R- C-CH Peroxidasas Utilizan H 2 2 como oxidante en lugar de 2 Ej: NADH peroxidasa NADH + H + NADH peroxidasa + H 2 2 NAD + + 2H 2 Catalasa : el H 2 2 sirve tanto de dador como de aceptor En la célula destruye el peróxido de hidrógeno H 2 2 +H H 2 Desoxicorticosterona + NADP + + H 2 0 R- C-CH 2 3

4 Grupo 2: Transferasas Catalizan reacciones de transferencia de grupo químico (distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro, según la reacción: : A-X + B A + B-X Dador: Aceptor - Grupo transferido - transferasa ATP: D-Hexosa Fosfotransferasa EC Nombre común: hexoquinasa Ejemplo de la hexoquinasa Cataliza la reacción siguiente: glucosa + ATP ADP + glucosa-6-fosfato Clasificación de las transferasas Grupos transferidos: amino, acilo, fosfato, glucosilo y grupos monocarbonados 2.6. Aminotransferasas = Transaminasas Transfieren grupos amino desde un aa a un cetoácido aceptor GPT=ALT Ac. L-Glu + Ac. Pirúvico Ac. α-ceto glutárico + Ala CH-NH 2 CH 3 -C-C C= CH 3 -CH-C NH 2 4

5 Clasificación de las transferasas 2.7. Quinasas. Transfieren grupo fosforilo desde ATP u otro nucleósido trifosfato a grupos aceptores alcohol o amino Ej.hexoquinasa= fosforilasa quinasa Fosforilasa quinasa Glucógeno fosforilasa b Glucógeno fosforilasa a inactiva 2ATP 2ADP activa Glucógeno fosforilasa Glucógeno n + P i Glucógeno n-1 + G-1-P ATP + Glucosa Hexoquinasa ADP + G-6-P 2.4. Glucosil transferasa. Transfieren grupo glucosilo activado con UDP Ej. Glucosil transferasa Glucosil transferasa UDP-glucosa + Glucógeno iniciador Glucógeno + UDP prolongado en una unidad de glucosa Uracilo Glu- P - P -Ribosa CH 2 -R n CH 2 CH 2 -R n Grupo 3: Hidrolasas Catalizan reacciones en las que participa una molécula de H 2. Clase especial de transferasas en las que el grupo dador se transfiere al agua Implica la rotura hidrolítica de enlaces C-, C-N, -P, C-S, C-C, etc. A-B + H 2 A-H + B- No se suelen utilizar nombres sistemáticos en las hidrolasas. Muchas de ellas conservan el nombre primitivo: Tripsina, Pepsina, Papaína, etc. Ejemplo es la lactasa, que cataliza la reacción: lactosa + H 2 glucosa + galactosa 5

6 3.4. Peptidasas = Péptido hidrolasas: clasificación común (no sistemática) I. Según la situación del enlace peptídico atacado: - Exopeptidasas (en los extremos de la cadena) - Endopeptidasas (en el interior de la cadena) II. Según el mecanismo catalítico: - Serin proteinasas - Tiol proteinasas - Aspartil proteinasas - Metaloproteinasas Clase 4: LIASAS Añaden o eliminan los elementos de H 2, amoniaco ó C 2 Ruptura de enlaces covalentes y liberan grupos de los enlaces C-C, C-, C-N Inclusión de grupos a dobles enlaces Catalizan reacciones de ruptura o soldadura de sustratos: A-B A + B Catalizan reacciones reversibles de adición de un grupo a un doble enlace: CX-CY X-Y + C=C A_B A + B Algunas reacciones liásicas: Descarboxilasas: eliminan C 2 de α y β cetoácidos ó aa D=E + H-Y DH + EY R- C- + H + R-CH + C 2 Deshidratasas: eliminan H 2 en reacción de deshidratación CH CH Fumarato (trans-) H 2 H CH CH 2 L-Malato CH 2 - H-C- CH 2 - citrato Citrato deshidratasa H 2 Aconitato hidratasa CH 2 -C H - 2 C- CH- (isomerización reversible) Cis- aconitato Ciclo de Krebs isocitrato 6

7 Sintasas: reacciones de condensación sin nucleótidos trifosfato ú otro compuesto de alta energía CH 3 -C-SCoA Acetil CoA + - C-C-CH 2 - xalacetato = AA Clase 5: ISMERASAS Catalizan la interconversión de isómeros: A B Citrato sintasa SHCoA + CH 2 - -C- Adición de grupos a dobles enlaces Formación de dobles enlaces por eliminación de grupos CH 2 Citrato Un ejemplo, la fosfotriosa isomerasa que cataliza la reacción: gliceraldehído-3-fosfato dihidroxiacetona-fosfato Grupo heterogéneo de enzimas Catalizan reacciones de isomerización Isomerizaciones: cambios geométricos, ópticos, estructurales (isómeros de posición) cis-trans, ceto-enol, aldosa-cetosa Epimerasas o Racemasas Inversión de carbonos asimétricos C H-C*- Racemasa C -C*-H Mutasas o transferasas intramoleculares Transferencia intramolecular de un grupo (Ej: fosforilo) Puede no ser directa la transferencia, y estar implicado un intermediario fosforilado H-C-- P CH 2 2-fosfoglicerato Fosfoglicerato mutasa H-C- CH 2 - P 3-fosfoglicerato CH 3 Ác. D-láctico CH 3 Ác. L-láctico 7

8 Grupo 6: Ligasas Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas de la hidrólisis de un enlace de alta energía. Se forman enlaces 6.1 C- 6.3 C-N 6.2 C-S 6.4 C-C por reacciones de condensación acopladas a hidrólisis de ATP ú otra fuente de enrgía A + B + ATP A-B + ADP + P i bien Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.): A + B + XTP A-B + XDP + P i C + D + ATP C-D + AMP + PP i Algunas reacciones ligásicas: Aminoacil-tRNA sintetasas Glutamina sintetasa Carboxilasas: Un ejemplo es la piruvato carboxilasa = piruvato dióxido de carbono ligasa C ATP + HC C C = C = + ADP + Pi CH 3 CH 2 C Bicarbonato Piruvato xalacetato ENZIMAS CLASIFICACIÓN Clasificación de las enzimas según la Comisión de Enzimas. 1. xido-reductasas (reaciones de oxido-redución o transferencia de eletrones) 1.1.actuando en CH- 1.2.actuando enc= 1.3.actuando enc=- 1.4.actuando en CH-NH actuando en CH-NH- 1.6.actuando en NADH, NADPH 2.Transferasas (transfieren grupos funcionales entre moléculas) 2.1.grupos con un carbono 2.2.grupos aldehído o cetona 2.3.grupos acil 2.4.grupos glicosil 2.7.grupos fosfatos 2.8.grupos conteniendo sulfuro 3.Hidrolasas (reacciones de hidrólisis) 3.1.ésteres 3.2.enlaces glicosídicos 3.4.enlaces peptídicos 3.5.otros enlaces C-N 3.6.anhidridos ácidos 8

9 ENZIMAS CLASIFICACIÓN Clasificación de las enzimas según la Comisión de Enzimas. 4.Liasas (catalizan la ruptura de enlaces covalentes y eliminación de moléculas de água, amonio y anhidrido carbónico) 4.1. =C=C= 4.2. =C= 4.3. =C=N- 5.Isomerasas (transferencia de grupos dentro de la misma molécula para formar isomeros) 5.1.racemasas 6.Ligasas (catalizan reacciones de formación de nuevas moléculas a partir de la unión entre dos préexistentes, siempre con gasto de energía) 6.1. C C-S 6.3. C-N 6.4. C-C 9