EJERCICIOS SELECTIVIDAD ENZIMAS

Ejercicios Selectividad. Enzimas1.

Al medir, a una determinada Tª y pH, la actividad de una reacción enzimática nos encontramos que durante la A, esta actividad vale 250 µmoles/min * mg proteína, mientras que durante la situación B vale el doble midiéndola a la misma Tª y pH. Explique las posibles razones que han podido ocasionar este cambio y justifique la respuesta.Es debido , a que las reacciones enzimáticas contituyen la actividad vital de la celula, pero esta actividad no es siempre la misma. Las reacciones celulares son cambiantes y, la velocidad de las reacciones enzimáticas varían deacuerdo con ellas. De modo, que una regulación de la actividad enzimática que cumpla, el principio de economia celular por el que solamente permanecen activas las enzimas precisas en cada momento, evitando la fabricación innecesaria de los productos, pudiendo tener efectos negativos. Aquí influyen los cambios de PH y temperatura en la velocidad de las reacciones. El PH de cada enzima tiene un valor optimo de actuación, es decir, sus valores por debajo o por encima van a provocar un descenso de la velocidad enzimática, debido a los cambios eléctricos en los radicales de los aa que contituyen el centro activo. Apareciendo o desapareciendo enlaces, por fuerzas electrostáticas que alteren la estructura espacial del centro activo o su unión al sustrato. El acoplamiento del sustrato al centro activo se verá dificultado y la velocidad de la reacción disminuirá. En la temperatura existe una actividad enzimática donde es máxima, las temperaturas inferiores darán lugar a una disminución de la vibración molecular haciendo más lento el proceso, mientras que las temperaturas superiores a la optima pueden provocar la desnaturalización de la enzima y la perdida de su funcionamiento. La disminución de la actividad enzimática es mas lenta cuando la temperatura desciende por debajo de la máxima que cuando aumenta por encima de esta.
　
　
2. Describa el proceso de catálisis enzimática.
En primer lugar, el sustrato se une a la apoenzima formando el complejo enzima –sustrato(ES). Esta unión se encuentra con un alto grado de especificidad, de modo que para cada tipo de sustrato y de reaccion se necesitara una enzima concreta. Explique cuál es la función de las enzimas y qué se entiende por apoenzima, coenzima y centro activo.Función de las enzimas: Son catalizadores biológicos o biocatalizadores de las reacciones metabólicas. De su grado de actividad dependen el tipo y la velocidad de las reacciones que se llevan a cabo entre los compuestos biológicos y, los procesos vitales derivados de ellos.
Apoenzima:
Coenzima:
Centro activo

　: donde en las reacciones químicas se inician con roturas de enlaces entre los átomos que constituyen las moléculas de los reactivos, para formar los nuevos enlaces que originan las moléculas de los productos. Es donde se encuentran los enlaces de los reactivos deshabilitados o rotos, pero en el que aun no se han formado los nuevos.4. Constituyen un grupo molecular muy diverso que comprende numerosos derivados vitamínicos.Es la encargada de proporcionar la estructura espacial especifica que permite la unión a los sustratos, moléculas sobre las que actúan las enzimas en las reacciones químicas.A la vista de la gráfica, conteste a las siguientes cuestiones:
a) Explique qué representa la gráfica. Indique los valores aproximados de pH para los cuales dos enzimas tienen la misma velocidad de reacción. Para valores de la misma acidez, ¿cuál es el enzima con mayor actividad catalítica?a. Representa el efecto del PH sobre la actividad enzimática.
a. 1. Pepsina/ papaína entre 5 y 5,5; pepsina/ fosfatasa entre 5,5 -6; foftasa-papaína entre 6- 6.5 y alrededor de 10.5.
a.2 pepsina.
　b) Si el pH de la sangre fuera 7.5, indique qué enzimas podrían presentar actividad catalítica en el plasma sanguíneo. Explique el comportamiento de cada enzima en función del pH.b. Fosfatasa y papaína.
b.1. Cada enzima tiene un PH óptimo de actuación. Los valores por encima o por debajo provocaran un descenso de la velocidad enzimática debido a cambios eléctricos en los radicales de los aa que constituyen el centro activo. En la Pepsina el PH a disminuido a un valor de 5-5.5 cuando la temperatura de la misma a aumentando y en la fosfatasa es prácticamente lo mismo. Pero nos encontramos con el caso de la papaína donde Su PH se mantiene constate durante toda la reacción enzimática.
　
5. A la vista de la gráfica, conteste:
a) Explique qué representa esta gráfica. ¿Por qué la velocidad de la reacción aumenta al principio de la curva, al aumentar la concentración de sustrato?b) ¿b. En la zona de saturacion la velocidad es dependiente de la concentración de enzima. Es debido a la inexistencia de moleculas libres, encontrandose ocupadas todas por moleculas de sustrato formando complejos ES.
c. La velocidad aumentaria proporcionalmente a lo largo de toda la curva.6. Al hacer un análisis de la composición química del núcleo se ha detectado la presencia de enzimas, aunque en él no existen ribosomas. Da una explicación razonada de este hecho. ¿Para qué son necesarias estas enzimas?. Razone la respuesta.Las enzimas del núcleo llegan a el a través de los poros nucleares procedentes del citoplasma donde han sido sintetizados por los ribosomas; Son necesarias para la síntesis de ADN , ARN y su regulación.
　
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8. La difteria está producida por la acción de la toxina Corynebacterium difteriae. La toxina impide la acción de la traslocasa, enzima que favorece el movimiento del ARN mensajero en el ribosoma. El efecto de esta toxina puede matar a la célula. Explique razonadamente este hecho.Cada molecula de ARN podria producirse una y otra vez produciendo miles de moléculas de proteinas. Varios ribosomas trabajan a la vez en una hebra de ARNmen diferentes posiciones a lo largo de su longitud. Una interferencia ajustada de la traducion de proteínas puede provocar estragos en la celula. La difteria es una enfermedad temida debido a su grado de mortalidad, esta causada por la acción de una toxina producida por ciertas cepas de la bacteria Corynebacterium difteriae, presente en el estracto respiratorio superior. La toxina encapacita a la enzima, en este caso a la traslocasa que mueve el ARNm a lo largo del ribosoma, ocacionando la detencion de la síntesis proteica de en unestadio muy precoz haciendo que esta toxina sea mortal. Por que no bloquea la enzima ella misma, sino que actua como catalizador obligando a que un componente de la celula el ADP- ribosahaga el trabajo en su lugar. Una unica molecula de toxina podrá matar a la celula porque puede visitar a todos los ribosomas a base de esforzar a la ADP- ribosa, a poner a la enzima traslocasa fuera de juego en cada sitio.Enumere tres factores que influyan en la actividad enzimática. Explique detalladamente el efecto de dos de ellosLa concentración de sustrato. Si aumenta la concentración de sustrato existen mas centros activos ocupados y la velocidad de la reaccion aumentan hasta que no quedan centros activos libres. Un aumento de la concentración de sustrato no supone un aumento de la velocidad de la reaccion.
　En una reacción química en la que la sustancia A se transforma en B, se liberan 10 kcal/mol de sustrato. ¿Cuánta energía se liberaría si la reacción estuviese catalizada por un enzima?. Razone la respuesta:La misma , ya que la variación de energía de una reaccion es independiente de la presencia del catalizador.
　
10. En un ensayo enzimático, se produjo, accidentalmente, una elevación brusca de la Tª y se detuvo la actividad enzimática. Al bajar la temperatura se recuperó la actividad enzimática.　Explique razonadamente este hecho.La elevación de la temperatura desnaturaliza la enzima. La bajada de la misma permite la renaturalizacion y se recupera de la actividad enzimática.
　

11. Al investigar el efecto de la Tª sobre la velocidad de una reacción enzimática se obtuvo la siguiente tabla: Proponga una explicación razonada de los resultados en la misma.Se debe a la función de temperatura de la enzima, esta es optima, en la que la actividad enzimática es máxima. Las temperaturas inferiores a este valor óptimo darán lugar a una disminución de la vibración molecular que hace más lento el proceso, mientras que temperaturas superiores a la óptima pueden provocar la desnaturalización de la enzima y la pérdida total de su funcionalidad.
　
　
12. Defina: enzima, centro activo, coenzima, inhibidor y energía de activación.Enzima:
Centro activo:
Coenzima:
Inhibidor:
Energía de activación: Sirve para alcanzar el estado de transición y para que la reacción química tenga lugar , este comunicara a los reactivos cierta cantidad de energía.Sustancias que disminuyen o anulan la actividad de una enzima. Es un proceso inverso a la activación. constituye un grupo molecular muy diverso que comprende numerosos derivados vitamínicos.tiene forma espacial, y es donde se acopla el sustrato de la apoenzima.Explique razonadamente cómo afectan la Tª, el pH y la concentración de sustrato a la actividad de las enzimas. Describa dos tipos de inhibición enzimática.La concentración de sustrato. Si aumenta la concentración de sustrato existen mas centros activos ocupados y la velocidad de la reacción aumentan hasta que no quedan centros activos libres. Un aumento de la concentración de sustrato no supone un aumento de la velocidad de la reacción.
El PH de cada enzima tiene un valor optimo de actuación, es decir, sus valores por debajo o por encima van a provocar un descenso de la velocidad enzimática, debido a los cambios eléctricos en los radicales de los aa que constituyen el centro activo. Apareciendo o desapareciendo enlaces, por fuerzas electrostáticas que alteren la estructura espacial del centro activo o su unión al sustrato. El acoplamiento del sustrato al centro activo se verá dificultado y la velocidad de la reacción disminuirá.
　
La Temperatura existe una actividad enzimática donde es máxima, las temperaturas inferiores darán lugar a una disminución de la vibración molecular haciendo más lento el proceso, mientras que las temperaturas superiores a la optima pueden provocar la desnaturalización de la enzima y la perdida de su funcionamiento
　
Inhibición competitiva:
Inhibición no competitiva:
14. El inhibidor no compite con el sustrato, se une en otra zona de la enzima distinta del centro activo. La union modifica la estructura de la enzima al tiempo que dificulta el acoplamiento del sustrato. El inhibidor se une al complejo enzima- sustrato, una vez creado este , e impide la posterior formación del producto.El inhibidor se une al centro activo impidiendo, la unión de sustrato. Existe competencia entre ambos para ocupar el centro activo. Si es ocupado por el sustrato , la reacción se lleva a cabo, pero si es por el inhibidor no se produce, ya que el sustrato no se acopla. El grado de inhibición depende de la proporción relativa entre sustrato e inhibidor. Para que exista esta inhibición es necesario que el inhibidor se acople al centro activo.El colágeno es una proteína de aspecto blanquecino que forma parte de las estructuras resistentes como los tendones. Al hervir el colágeno se obtiene gelatina que es una sustancia muy blanda. Explique razonadamente la causa de este cambio.Desnaturalización proteica: al ser la enzima sometidas a cambios de PH , a variaciones de temperatura y elevadas concentraciones salinas presentando un alto grado de especificidad.
　
　
　
　
　
15. La polifenoloxidasa es una enzima capaz de oxidar los polifenoles en presencia de oxígeno y así es responsable del pardeamiento (oscurecimiento) que sufren los frutos, como la manzana, a los pocos minutos de haberlos cortado. Este pardeamiento se puede evitar reduciendo el acceso del enzima al sustrato, en este caso el oxígeno, o añadiendo compuestos ácidos, o calentando durante cinco minutos en agua hirviendo. Explique razonadamente por qué se produce el pardeamiento en estos tres casos.Si se reduce el acceso del sustrato ( concentración de sustrato) la velocidad a la que actúa el enzima se ve reducida. La bajada de PH por la adición de ácidos provoca la desnaturalización de la enzima , al igual que ocurre cuando se somete a altas temperaturas
( Hirviéndose).
　
　
　
　　
Es un catalizador biologico de la reaccion metabólica. De su grado de actividad dependen el tipo y la velocidad de las reacciones que se lleven a cabo entre los compuestos biologicos y, los procesos vitales derivados de ellos.Por qué la velocidad permanece prácticamente constante a partir de una determinada concentración de sustrato?. ¿Qué ocurrirá si se aumenta la concentración de enzimas?a. Representa la velocidad con que aparece el producto de una determinada reaccion enzimatica, en funcion de la concentración de sustrato inicial, para una cantidad constante de enzima. Porque la velocidad es proporcional a la formación del complejo activo. Enzima-sustrato. Al aumentar la concentración de sustrato tambien va aumentar la velocidad de reaccion. Por que al existir la enzima libre , a mayor numero de moleculas de sustrato, mas moleculas de producto apareceran. La especificad enzimática es debido a la estructura proteica de la apoenzima , la cual presenta el centro activo, con una forma espacial en la que acopla el sustrato. En algunas enzimas el centro activo es capaz de modificar su forma para adaptarse al sustrato. La unión es reversible , pues una parte del complejo enzima- sustrato se disocia y, debido a esa reversibilidad , esta etapa es mas lenta.
La unión de los radicales de los aa del centro activo al sustrato debilita sus enlaces provocando cambios energéticos que permiten alcanzar mas fácil el estado de transición.
En segundo lugar , cuando esta formado el complejo enzima- sustrato, el cofactor lleva a cabo la reaccion y se obtiene el producto final, siendo la etapa mas rápida y irreversible. La acción enzimática la realizara algunos aminoácidos del propio centro activo.
Por ultimo, el producto se libera del centro activo y la apoenzima que da libre para volver a unirse a nuevas moléculas de sustrato. La coenzima puede liberarse intacta o liberarse quedando modificada.
3. El PH de cada enzima tiene un valor optimo de actuación, es decir, sus valores por debajo o por encima van a provocar un descenso de la velocidad enzimática, debido a los cambios eléctricos en los radicales de los aa que constituyen el centro activo. Apareciendo o desapareciendo enlaces, por fuerzas electrostáticas que alteren la estructura espacial del centro activo o su unión al sustrato. El acoplamiento del sustrato al centro activo se verá dificultado y la velocidad de la reacción disminuirá.
La Temperatura existe una actividad enzimática donde es máxima, las temperaturas inferiores darán lugar a una disminución de la vibración molecular haciendo más lento el proceso, mientras que las temperaturas superiores a la optima pueden provocar la desnaturalización de la enzima y la perdida de su funcionamiento.
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