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Después de estudiar este capítulo, usted debe ser capaz de:
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Explicar el concepto de la homeostasis de todo el cuerpo, y su respuesta a fluctuaciones en el ambiente externo.
Comentar por qué las concentraciones celulares de sustratos para casi todas las enzimas tienden a estar cerca de la Km.
Listar múltiples mecanismos mediante los cuales se logra el control activo del flujo de metabolitos.
Describir las ventajas de que ciertas enzimas se elaboren como proenzimas.
Ilustrar los eventos fisiológicos que desencadenan la conversión de una proenzima en la enzima activa correspondiente.
Describir los cambios estructurales típicos que acompañan a la conversión de una proenzima en la enzima activa.
Describir las características básicas de un sitio de unión típico para metabolitos y segundos mensajeros que regulan la actividad catalítica de ciertas enzimas.
Indicar dos maneras generales en las cuales un efector alostérico puede modificar la actividad catalítica.
Esbozar los papeles de las proteína cinasas, proteína fosfatasas, y de mensajeros reguladores y hormonales y segundos mensajeros en el inicio de un proceso metabólico.
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IMPORTANCIA BIOMÉDICA
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El fisiólogo del siglo xix Claudio Bernard enunció la base conceptual para la regulación metabólica. Observó que los organismos vivos responden de modos apropiados desde los puntos de vista tanto cuantitativo como temporal para permitirles sobrevivir a los múltiples desafíos planteados por cambios de sus ambientes externo e interno. Después, Walter Cannon acuñó el término “homeostasis” para describir la capacidad de los animales para mantener un ambiente intracelular constante a pesar de los cambios en su ambiente externo. Ahora se sabe que los organismos responden a cambios en sus ambientes externo e interno por medio de ajustes equilibrados y coordinados de los índices de reacciones metabólicas específicas. Las perturbaciones de la maquinaria de respuesta a detector de la cual depende el mantenimiento del equilibrio homeostático, pueden ser nocivas para la salud de seres humanos. El cáncer, la diabetes, la fibrosis quística y la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, se caracterizan por disfunciones de la regulación desencadenadas por agentes patógenos o mutaciones genéticas. Muchos virus oncogénicos elaboran proteína-tirosina cinasas que modifican los eventos reguladores que controlan los modelos de expresión de gen, lo que contribuye al inicio de cáncer y la progresión del mismo. La toxina de Vibrio cholerae, el agente causal del cólera, inhabilita vías de respuesta a detector en las células del epitelio intestinal al producir ADP-ribosilación de las proteínas de unión a GTP (proteínas G) que enlazan receptores de superficie celular a la adenilil ciclasa. La activación consiguiente de la ciclasa conduce al flujo irrestricto de agua hacia los intestinos, lo que da por resultado diarrea masiva y deshidratación. Yersinia pestis, el agente causal de la peste, elabora una proteína-tirosina fosfatasa que hidroliza grupos fosforilo en proteínas clave del citoesqueleto. Se cree que las disfunciones en los sistemas proteolíticos de los cuales depende la degradación de proteínas defectuosas o anormales, participan ...