TEMA 7: ENZIMAS HIDROLÍTICAS

TEMA 7: ENZIMAS HIDROLÍTICAS
Estructura, sitios activos y mecanismos catalíticos de algunas enzimas
hidrolíticas
Aminoácidos frecuentemente presentes
en sitios activos de enzimas hidrolíticas
Mecanismo general de catálisis en una
proteasa
LIPASAS
lipasa de Candida antarctica: cal A
LIPASAS
lipasa de Candida antarctica: CAL A
Mecanismo de la serina hidrolasa
Tríada catalítica: Asp, His, Ser (Disminuye pKa de Ser,
facilitando sus acción como nucleófilo)
His
Asp
O
Ser
O
O
-
O
H
N
N:
H
R1
OR 2
Así el grupo acilo del sustrato se une covalentemente a la enzima
formando el intermedio “acil-enzima” mediante la liberación del
alcohol
His
Asp
Ser
O
O
O
H
N
N
H
O
+
HOR2
R1
Nu:
Un nucleófilo (NU:) puede atacar el intermedio regenerando la
enzima y liberando el ácido correspondiente
Seril Proteasas
Tripsina, quimotripsina, elastasa, subtilisina,
plasmina, etc.
tríada catalítica
quimotripsina
H3N
Arg
Gly
Ser
Ala
Gly
Phe
Lys
Asn
Glu
Trp
COO
Val
Quimotripsina
Estructura globular
Quiomotripsina del páncreas bovino (PM 25.191). Estructura primaria
quimotripsina
Sitio activo de quimotripsina.
Modelo de superficie de quimotripsina.
En verde el bolsillo hidrofóbico que
selecciona los restos aminoacídicos
aromáticos neutros.
En rojo los aminoácidos claves para la
catálisis Ser 195, His 57 y Asp 102
En azul el grupo aromático del sustrato y
el nitrógeno de la amida.
En púrpura el oxígeno del carbonilo.
En amarillo las zonas de carga que
estabilizan al oxígeno
En rojo Ser 195 e His 57
Péptido sustrato
Ser 195
Hys 57
Asp 102
Subtilisina
Bacillus subtilis
Quimioselectividad de las serilendopeptidasas
Lisozima
Agente antibacteriano
natural que se encuentra
en lágrimas y clara de
huevo
PM 14.296
Su estructura se estabiliza
por 4 puentes disulfuro
Su sustrato el muropéptido
de paredes celulares
bacterianas
Presenta selectividad frente
a enlaces glicosídicos
β(1→4) entre Mur2Ac
(NAM) y GlcNAc (NAG)
Cambios conformacionales de Lisozima al unir el sustrato
Se pueden plantear dos propuestas
mecanísticas para interpretar la reacción
catalizada por Lisozima
Una SN1 dónde el residuo de Asp 52 solo
actuaría estabilizando el catión intermedio de la
reacción
Una SN2 que es más consistente con la
retención de la configuración observada en el
producto final
Mecanismo SN2 de lisozima
Estrictamente es un
mecanismo de doble inversión
de la configuración
•Glicosidasa con retención de la configuración
Glu1
OH
Glu1
HO
O
O
HO
O
O
O
SN2 Inversión
O
HO
-
OH
Ión oxonio unido al enzima
HO
HO
R
OH
OH
-O
O
O
ROH
O
Glu2
Glu2
Glu1
OH
HO
Glu1
O
HO
-
OH
O
O
Nu
SN2 Inversión
OH
-O
O
H
HO
O
Glu2
O
HO
Nu
HO
OH
O
O
Glu2
BIBLIOGRAFÍA
-ORGANIC CHEMISTRY. 2da. Edition.G.Marc LOUDON. Editorial Benjamin
-ORGANIC CHEMISTRY. J. Mc MURRY. 3ra Edición 1994. Ed Interamericana
-QUIMICA ORGANICA. Francis Carey ·3 Edicion 1999. Ed. Mc Graw Hill.
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2000.Oxford University Press.
-BIOCHEMISTRY. Lubert STRYER 3 Edition 1998. Ed. Freemon
-BIOORGANIC CHEMISTRY Hermann Dugas. 3rd Edition 1996. Springer Verlang
-BIOQUÍMICA. D.y J. Voet 1992. Ed. Omega
-BIOQUIMICA. Albert L. LEHNINGER. 2da. Ed. Ediciones Omega
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-BIOQUIMICA. Mathews, C and Van Holde, K E. Ed. McGraw- Hill Interamericana.
Segunda edición. 1998.
-QUIMICA ORGANICA. ESTRUCTURA Y FUNCION. Vollhardt, P and Schore,
N. Ed. Omega. 3ra Edición, 2000.