Explicación de la Cinetica Enzimatica, Diapositivas de Bioquímica

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Cinética enzimática

Cinética

Enzimas aumentan la velocidad sin modificar la constante

de equilibrio de la reacción

Estudia las velocidades de las reacciones y la forma en que

éstas cambian en respuesta a modificaciones experimentales

E + S E + P

K

1

K

-

Teoría de la acción enzimática

que explica el

En 1913 propusieron una ecuación de

velocidad comportamiento cinético de las enzimas

L. Michaelis M. Menten

E + S ES E + P

K

2

K

1

K

-

Teoría de la acción enzimática

E + S ES E + P

K

1

K

2

K

-

El complejo ES se encuentra en

estado estacionario

Bajo condiciones de saturación,

toda la enzima interviene en la

formación del complejo ES

Cuando

toda

la enzima se

encuentra en forma de complejo ES,

la velocidad de la reacción es la

máxima posible (V máx

Tiempo

Concentración

Ecuación de Michaelis-Menten

[ S ]

V o

= V máx

K

m

+ [ S ]

V

o

= [ S ]

[ S ] << K

m

V máx

K

m

[ S ] >> K

m

V

o

= V máx

[ S ] = K

m

V o

= ½ V máx

K

m

: constante de Michaelis

E + S ES E + P

K

1

K

2

K

-

K

m

: concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es ½ V max

m

K =

K

2

+ K

-

K

1

Si K 2

<<< K

-

m

K

K

- 1

K

1

K

m

índice de afinidad

K

m

baja alta afinidad K

-

< K

1

K

m

alta poca afinidad K

-

> K

1

 (^) Valores de K

m

próximos a las [S] fisiológicas

Parámetros enzimáticos

K

m

: concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es ½ V

max

Vmáx: velocidad cuando todos los centros activos están ocupados con S,

velocidad máxima teórica.

K

cat

: número de recambio, número de moléculas de sustrato convertidas en

producto por molécula de enzima y unidad de tiempo, en condiciones de

saturación de sustrato. Equivalente a la constante de velocidad del paso

de la reacción limitante.

Unidad de enzima (UI): Cantidad de enzima necesaria para transformar 1

μmol sustrato por min.

Katal (Kat): cantidad de enzima para transformar un mol sustrato por seg.

1 Kat = 6 x 10

7 UI

Sin formación de un complejo ternario: mecanismo ping-pong

Con formación de un complejo ternario

Al azar

Ordenado

Reacciones enzimáticas con dos sustratos

Efecto de la temperatura

Temperatura (ºC)

Actividad

enzimática

Las enzimas poseen una temperatura óptima a la cual la enzima presenta

máxima eficiencia catalítica.

Existe un intervalo en el cual son estables.

Efecto del pH

pH óptimo de actuación, a valores superiores o inferiores la velocidad disminuye.

El pH del medio afecta:

Catálisis

Unión al sustrato

Conformación (estructura espacial) de la enzima

pH

Actividad

enzimática

Pepsina

Quimotripsina

Inhibición enzimática

Hay dos tipos de inhibidores enzimáticos:

 Irreversibles: Unión covalente del inhibidor al enzima

 Reversibles: Unión no covalente de un inhibidor a la enzima

Competitiva

No competitiva

Acompetitiva

Inhibición irreversible

de la enzima, modificándola

Reaccionan con un grupo

químico covalentemente.

Bloquean unión al sustrato

Inhiben actividad

Sus efectos dependen del tiempo de actuación del inhibidor.

Por lo general son altamente tóxicos. Casi todos

los inhibidores enzimáticos irreversibles son sustancias tóxicas

(naturales o sintéticas).

Penicilina inhibe la síntesis de la pared bacteriana

Aspirina inhibe la síntesis de PG

Gases nerviosos: diisopropil fluorofosfato (DIFP),

inhiben neurotransmisores

Hg

2+ , Pb

2+ , CN

- , As

Elementos naturales, tóxinas específicas, venenos, iones, fármacos

Inhibición reversible competitiva

Unión del inhibidor al centro activo del enzima, compite con el sustrato

Sustrato

Inhibidor

competitivo

Enzima

Enzima

Sin inhibidor

[sustrato]

Velocidad

K

i

[ E ] [ I ]

[ EI ]

K

m

=  K m

ap

Inhibición reversible competitiva

K

m

ap

=  K

m

[ I ]

 = 1 +

K

i

m

ap

K

m

K = 1 +

[ I ]

K

i

Sustrato

Enzima Enzima

Inhibidor

competitivo

Aumento

[ I ]

(sin inhibidor)

Pendiente =

Aumenta K

m

= V

máx