Regulación Y Control Metabólicos.

REGULACIÓN Y CONTROL METABÓLICOS.

BIOQUIMICA:

Resumen

8.1 Introducción

8.2 Formas de control enzimàtico

8.2.1 Control por sustrato

8.2.2 Control alostérico

8.2.2.1 Interacciones concertadas

8.2.2.2 Interacciones secuenciales

8.2.3 Control por retroalimentación

8.2.3.1 Control por retroalimentación simple

8.2.3.2 Control por retroalimentación secuencial

8.2.3.3 Control por retroalimentación

8.2.3.4 Control enzimático múltiple

8.2.3.5 Control por retroalimentación acumulativa

8.2.4 Control integrado mediante la carga energética

8.2.5 Modificación de la enzima

8.2.5.1 Modificación irreversible

8.2.5.2 Modificación reversible

8.2.6 Alteración del número de moléculas de enzima

8.2.7 Sistemas procarióticos

8.2.7.1 Operones.

8.2.7.2 Operón lac

8.2.8 Sistemas eucarióticos

8.2.8.1 Intrones

8.2.8.2 Regulación por modificación post – traduccional

8.3 Conclusiones

8.4 Bibliografía

RESUMEN

Los procesos de regulación y control metabólicos participan en la generación de energía y de biosíntesis, ya que los procesos de anabolismo y catabolismo se realizan por medio de enzimas, éstas formas de control se pueden llevar a cabo por medio de control por sustrato, alostérico, por retroalimentación, mediante carga energética y por modificaciones de la enzima, las cuales se basan en que la producción de algunos productos inhiben a ciertas enzimas y provocan la activación de otras para la producción de nuevos compuestos.

DESCRIPTORES: Regulación metabólica/ Control por sustrato/ Control alostérico/ Control por retroalimentación/ Modificación de enzimas.

REGULACIÓN Y CONTROL METABÓLICOS.

8.1 Introducción.

Para lograr el crecimiento equilibrado un microorganismo requiere la integración de un gran número de rutas metabólicas interconectadas que participan en la generación de energía y la de biosíntesis. Las rutas de anabolismo y del catabolismo se llevan a cabo mediante una serie de enzimas y es a través de ellas que se ejerce el control.

Las vías enzimáticas tienen que ver con la descomposición de sustratos llevada a cabo por los microorganismos, esta actividad metabólica global de la célula en crecimiento representa el funcionamiento de un gran número de rutas enzimáticas interconectadas que necesitan un balance muy bueno para funcionar apropiadamente. El control de estas enzimas puede tomar dos formas básicas: alteración de la actividad enzimática y alteración en el número de moléculas de la enzima.

8.2 Formas de control enzimático.

Como ya se mencionó en la introducción existen dos formas básicas de control de las enzimas las cuales se pueden resumir en la tabla 8.2-1.

Tabla 8.2-1

Tipo de controles bioquímicos.

A. Alteración de la actividad enzimática.

1. Control por sustrato.

2. Control alostérico.

3. Control por retroalimentación.

a) Simple.

b) Secuencial.

c) Múltiple.

d) Concertado.

e) Acumulativo.

4. Control integral mediante la carga energética.

5. Modificación de la enzima.

a) Modificación irreversible.

b) Modificación reversible.

B. alteración en el número de moléculas de la enzima.

a) Control transcripcional.

b) Control traduccional.

c) Degradación de la enzima.

8.2.1 Control por sustrato.

El nivel de control más simple se puede ejercer al cambiar la rapidez de reacción de una enzima, por ejemplo, al modificar la concentración del sustrato. Si ésta es cercana menor que la de la enzima, la rapidez se relaciona con la concentración del sustrato de acuerdo con la relación de Michaelis-Menten.

ecuación 8.2.1-1

Las enzimas que catalizan una reacción reversible y dependen de una cierta concentración de sustrato para operar, a menudo no parecen tener sustrato suficiente cuando éste se calcula por célula. Sin embargo, en las células eucarióticas, la compartimentalización permite a las enzimas asociarse espacialmente en las estructuras membranosas, que pueden dar concentraciones locales de sustrato muy altas. La misma puede ser enzimática cierto para otros factores necesarios para la actividad como los iones metálicos, co-enzimas y pH.

8.2.2 Control alostérico.

Las enzimas por tanto el control metabólico, puede ser afectado por ciertos metabolitos reguladores (efectores, modificadores o moduladores). Estos metabolitos pueden inhibir o activar la actividad enzimática.

Hay enzimas que no siguen la cinética de Michaelis-Menten (figura 8.2.2-1). Cuando la velocidad de reacción V se grafica contra la concentración de sustrato, estas enzimas son complejos con múltiples componentes difíciles de aislar, se trata de enzimas reguladoras conocidas como enzimas alostéricas. De estas se pueden distinguir tres clases:

1) Homotrópicas: Aquí el sustrato puede actuar como efector sobre la rapidez de la reacción enzimática, por lo general, incrementándola.

2) Heterotrópicas: La inhibición o estimulación es causada por sustancias de origen natural que no sea el sustrato.

3) Mixtas: Algunas enzimas muestran ambas características.

Fig 8.2.2-1 Velocidad de la reacción enzimática vs concentración de sustrato.

La naturaleza sigmoidal de la curva que depende del sustrato (fig 8.2.2-1) indica que la unión de las primeras moléculas de sustrato mejora la unión de las primeras moléculas posteriores. En las enzimas heterotrópicas la inhibición o estimulación daría como resultado cambios en la Km o en la Vmax de la enzima.

8.2.2.1 Interacciones concertadas.

El modelo

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