Piruvato quinasa de mamíferos : Estudios cinéticos de la isoenzima L (hígado) y de la isoenzima M (músculo esquelético)

• Autores: Rozengurt, Enrique
• Año de publicación: 1971
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Carminatti, Héctor
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Se ha estudiado algunas propiedades cinéticas de las piruvato quinasas de dos tejidos metabólicamente diferentes; uno gluconeogénico, el hígado y otro glucolítico, el músculo. Por consiguiente, se puedenconsiderar dos aspectos en esta investigación: a) Isoenzima L de hígado: esta forma de piruvato quinasa fue purificada entre 400 a 600 veces. Estudiando la cinética de activación por K+ y NH4+ se encontró que la enzima exhibe efecto cooperativo homotrópico con respecto a estos activadores. Tanto el PEP como el FDP (el efector alostérico positivo) ejercen un marcado efecto heterotrópico positivo sobre la cooperatividad homotrópica del K+. Estos efectos son prácticamente independientes del buffer utilizado como así también de la fuerza iónica del medio. El pH ejerce una influencia compleja sobre la forma de la curva de saturación del K+; el efecto cooperativo homotrópico de este activador es máximo a pH 7.5 declinando marcadamente a valores de pH superiores (8.35) o inferiores (6.0). En experimentos diseñados para estudiar el comportamiento del K+ como ligando heterotrópico se comprobó que este activador, a diferencia del FDP, sólo ejerce una pequeña influencia sobre la cooperatividad del sustrato (PEP) y la del inhibidor alostérico (ATP). La cinética de activación por Mg++ también fue sigmoide a una concentración baja de PEP; en presencia de FDP o de niveles altos de PEP la curva de saturación del catión divalente se transforma en hiperbólica. El K+ y el Mg++ estabilizan la enzima contra la inactivación producida por tripsina y por pronasa mientras que en presencia de FDP la enzima es inactivada más rapidamente por ambas proteasas. Los sustratos no ejercen un efecto significativo. Los resultados obtenidos indican que la cinética de activación por K+ es de naturaleza alostérica. Estos estudios sugieren que el comportamiento cinético de la isoenzima L no se ajusta al modelo propuesto por Monod, Wyman y Changeux (J. Mol. Biol. 12, 88 (1965)). b) Isoenzima M de músculo: esta enzima es inhibida en forma específica por la fenilalanina. Este efecto es revertido por alanina, serina y cisteína. La inhibición es de tipo mixto con respecto al PEP y no competitiva con respecto al ADP; los gráficos de actividad en función dela concentración de ambos sustratos son hiperbólicos, aún en presencia dealtas concentraciones del inhibidor. Cuando se estudió la variación de la actividad enzimática en función de la concentración de fenilalanina se obtuvieron curvas sigmoides. A niveles altos de PEP o en presencia de los aminoácidos reactivantes aumenta significativamente el valor de I0.5 pero no se modifica la cooperatividad del inhibidor. El grado de inhibición y el efecto cooperativo de la fenilalanina son marcadamente modificados cuando se varía el pH del medio de incubación. El comportamiento cinético de la fenilalanina fue comparado con el del 2-PGA, un inhibidor isostérico. La inhibición ejercida por este último metabolito se caracteriza por lo siguiente: es de tipo puramente competitivo con respecto al PEP, es independiente del pH de la mezcla deincubación y no es revertida por alanina. Además, la curva de inhibiciónpor 2-PGA es hiperbólica. El efecto cooperativo homotrópico de la fenilalanina fue marcadamentedisminuido en las siguientes condiciones experimentales: cuando la enzima fue disociada y renaturalizada; cuando el experimento se realizó apH 7.25 ó al mantenerse la enzima diluída a 4°C durante dos semanas. Los resultados obtenidos indican que la inhibición ejercida por la fenilalanina es de naturaleza alostérica. El comportamiento cinético de la isoenzima M de músculo no se ajusta al modelo de Monod y col.; se propone un esquema que permite explicar cualitativamente las propiedadescinéticas de la enzima.
Fil: Rozengurt, Enrique. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.