Cinetica enzimática .caracteristicas, Diapositivas de Biología

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CINETICA ENZIMÁTICA

Dra Aracely Huerta Avalos

CINÉTICA ENZIMÁTICA t s p [ ] dt Estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. v = d[ ] Si representamos la aparición de producto, o la desaparición del sustrato, en función del tiempo se obtiene la llamada curva de velocidad de la reacción, o simplemente, la cinética de la reacción.

C I N E T I C A E N Z I M A T I C A

Curso de una reacción catalizada con una concentración de enzima constante. La concentración de producto va aumentando de forma lineal hasta que el sustrato va desapareciendo en el transcurso del tiempo, y la reacción alcanza el equilibrio. La velocidad inicial (V 0 ) se determina como la pendiente de la recta en el inicio de la reacción. La velocidad a cualquier tiempo t se

DEDUCCIONES DE M-M Dado que concentración total de enzima, [ET] es constante a lo largo de l reacción y que presenta dos formas: el enzima libre (E) y el enzima unido al sustrato (ES), se puede decir que: [ET] = [E] + [SE] O lo que es lo mismo [E] = [ET] - [SE] Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadas enzimáticamente ocurren en dos etapas: En la primera etapa se forma el complejo enzima-sustrato y en la segunda, el complejo enzima-sustrato da lugar a la formación del producto, liberando el enzima libre K 1 K 3 S + E SE E + P K 2 En este esquema, k 1 , k 2 y k 3 son las constantes cinéticas individuales de cada proceso y también reciben el nombre de constantes microscópicas de velocidad. Según esto, podemos afirmarv 1 = que:k 1 [S]·[E]^ v 2 =^ k 2 [SE]^ v 3 =^ k 3 [SE]

GRÁFICA DE MICHAELIS-MENTEN [ s ] v La representación gráfica ecuación de la de Michaelis- Menten, velocidad frente a [S], es una hipérbola vma x 2 ? [S] =Km vma x La velocidad máxima se logra cuando todos los centros activos están ocupados ¿Cuánto vale la [S] cuando Vmax/ = la velocidad es la mitad de la máxima? Vmax·[S] K m + [S] Simplifican do [S 1/2 ] = (^) Km + [S] Es decir [S] + k m = 2 [S] despejan do Km = [S]

CÁLCULO DE K M Y DE V MAX De esta forma, a partir de los datos experimentales se puede calcular gráficamente, los valores de KM y Vmax de un enzima para diversos sustratos. Si -2=-1/Km Si 3=1/vmax Km=1/ Vmax=1/ 3 -1/K (^) m 1/ Vmax 1/V 1/ [S] Pendiente= KM / Vmax

• Para determinar gráficamente los valores de KM y Vmax es más sencillo utilizar la representación doble recíproca (1/v 0 frente a 1/[S] 0 ), ya que es una línea recta. Esta representación doble recíprocarecibe el nombre de representaciónde Lineweaver-Burk. Es una recta en la cual: - La pendiente es KM/Vmax - La abscisa en el origen (1/v 0 = 0) es -1/KM - La ordenada en el origen (1/[S] 0 = 0) es 1/Vmax

UNIDADES DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

• (^) Se define la unidad de actividad enzimática (U) como la cantidad de enzima que cataliza la conversión de 1 μmol de sustrato en un minuto. (1 μmol/min).
• (^) El Sistema Internacional de unidades (SI) define la unidad de actividad enzimática como la cantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato por segundo. Esta unidad se llama katal (kat).
• (^) Como 1 mol son 10^6 μmoles y 1 minuto son 60 segundos, resulta que 1 katal = 60 x 10 6 U.
• (^) Esta unidad es muy grande, de forma que se utilizan frecuentemente los submúltiplos como el microkatal (μkat =

REGULACIÓN POR EXPRESIÓN GÉNICA Síntesis del enzima Las células controlan que los genes que codifican enzimas, se expresen, es decir que se lean, formando el ARN (^) m que permitirá la posterior síntesis del enzima, o que no se expresen, es decir que no se forme el ARN (^) m y por tanto se impide la síntesis del enzima. ADN ARN (^) m Expresión génica = Síntesis de ARN (^) m Si se expresa el gen que codifica el enzima, se dice que hay inducción

Regulación por EFECTO DEL PH 100% p H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 50 % Los enzimas, en las cadenas laterales de sus aminoácidos, poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH; amino -NH 2 ; tiol - SH; imidazol, etc.). Según el pH del medio estos grupos se ionizan de forma distinta, pueden tener carga eléctrica positiva, negativa o neutra. Como la forma espacial de las proteínas depende, en parte, de las cargas eléctricas de sus restos, habrá un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica. Este es el llamado pH óptimo. V Si cambia el pH del medio, cambia laforma espacial delenzima y esto cambia la velocidad de la reacción. Enzima pH ópti mo Pepsina 1, Ureasa 6, Catalasa 7, Tripsina 7, Fumarasa 7, Arginasa 9,

REGULACIÓN POR INHIBIDORES Los inhibidores son substancias que se unen al enzima disminuyendo o anulando su actividad. Hay dos tipos: 1.- Inhibición irreversible: El inhibidor se fija permanentemente, por medio de enlaces covalentes, al lugar activo de la enzima, o lo desnaturaliza impidiendo su actividad. Por ejemplo, los llamados gases nerviosos actúan sobre los enzimas que participan en la transmisión del impulso nervioso, de forma que este proceso no puede tener lugar, produciéndose parálisis o muerte. 2.- Inhibición reversible: El inhibidor se fija temporalmente, por medio de enlaces débiles, al enzima dificultando su acción. Pueden ser de tres tipos: Inhibidores competitivos, no competitivos y acompetitivos

INHIBICIÓN COMPETITIVA Ocurre cuando el inhibidor se une al centro activo , compitiendo con el sustrato. -1/Km 1/ Vmax 1/V 1/ [S] Pendiente= KM / Vmax Con inhibidor Sin inhibidor [ s ] v vma x Sin inhibidor Con inhibidor Km-I Km+ y Aumenta Km No cambia Vmax

INHIBICIÓN ACOMPETITIVA Complejo sustrato-enzima Ocurre cuando el inhibidor se une al complejo sustrato- enzima, retrasando la liberación del producto. -1/Km 1/ Vmax 1/V 1/ [S] Pendiente= KM / Vmax Con inhibidor Sin inhibidor Disminuye Km Disminuye Vmax [ s ] v vma x Sin inhibidor Con inhibidor Km-I Km+

MODULACIÓN ALOSTÉRICA I Centro activo con afinidad al sustrato Centro regulador El término alostérico significa “otro sitio” y también “otra forma”. Los enzimas alostéricos son aquellos, que presentan dos sitios y dos formas. Los sitios son lugares donde se pueden unir sustancias. Uno es el centro activo, al que puede unirse el sustrato y otra el centro regulador, al que puede unirse, de forma reversible, otra sustancia llamada ligando. Las formas son dos conformaciones espaciales, que están en equilibrio químico. Una es la tensa, en la que sustrato no se puede unir, forma inactiva y la otra es la relajada, en la que el sustrato se puede unir. Forma tensa Forma relajada Centro regulador Centro activo sin afinidad al sustrato Si el ligando y el sustrato son substancias distintas, al enzima alostérico se le llama herotrópico, en caso contrario, es decir, si son la misma sustancia, se