Cinética enzimática
Cinética de las reacciones
Análisis de los datos cinéticos
Repaso a la cinética química
tiempo
[concentración]
reactivos
productos
vovtveq
v=!"[A]
"t
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A + B → P
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Cinética Enzimática: Análisis de la Cinética Química y Cinética de Michaelis-Menten - Prof, Apuntes de Bioquímica
Una revisión detallada de la cinética enzimática, incluyendo el análisis de datos cinéticos, la repaso a la cinética química básica y la cinética de michaelis-menten. Aprenderás sobre la importancia de michaelis y menten, la ecuación de michaelis-menten, la determinación de la velocidad inicial y la representación de lineweaver-burk. Además, se discuten diferentes métodos de liberalización de la ecuación de michaelis-menten y el significado de la constante de michaelis-menten.
Tipo: Apuntes
2013/2014
1 / 12
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Cinética enzimática
Cinética de las reacciones
Análisis de los datos cinéticos
Repaso a la cinética química
tiempo [concentración] reactivos productos vo vt veq
v =!
"[ A ]
" t
"[ P ]
" t
v =!
d [ A ]
dt
d [ P ]
dt
v = k [ A ]
A → P
2A → P
A + B → P
v = k [ A ] 2 v = k [ A ][ B ]
Repaso a la cinética química
v = d [ P ] dt =! d [ A ] dt = k [ A ] n A → I 1 → I 2 → P d [ A ] [ A ] o [ A ] [ A ] ! =^ "! k!^ odt t ! ln[ A ] = ln[ A ] o " kt cuando n = 1, reordenando e integrando resulta cuando n = 2, resulta 1 [ A ] = 1 [ A ] o
- kt en este caso, obtenemos una recta representando 1/[A] frente al tiempo en la reacciones de primer orden la representación de ln[A] frente al tiempo es una línea recta de pendiente negativa Determinación de la velocidad inicial
Suposición del estado estacionario d [ ES ] dt = 0 v = k 1 [ E ][ S ] v = k! 1 [ ES ] + k 2 [ ES ] v = k 1 [ E ][ S ] = k! 1 [ ES ] + k 2 [ ES ] velocidad de formación de ES velocidad de destrucción de ES igualando ambas velocidades [ E ][ S ] [ ES ]
k! 1 + k 2 k 1
= KM
E + S
k 1 k! 1
$" " ES^
k 2
" "# E + P
E + S k 1 k! 1 " "# $" " ES^ k 2 " "# E + P [ ES ] = ([ ET ]! [ ES ])[ S ] KM "[ ES ] = [ ET ][ S ] KM ! [ ES ] [ S ] KM [ ES ] = [ ET ][ S ] KM KM KM + [ S ] ! "
$ % & '[ ES ]^ =^ [ ET^ ]^ [ S ] KM + [ S ] KM = [ E ][ S ] [ ES ] ! [ ES ] = [ E ][ S ] KM [ ET ] = [ E ] + [ ES ]! [ E ] = [ ET ] " [ ES ] no podemos medir la concentración de enzima libre, pero si la concentración de enzima total [ ES ] + [ ES ] [ S ] KM = [ ET ][ S ] KM
![ ES ] 1 +
[ S ] KM "
$ % & ' =^ [ ET ][ S ] KM
![ ES ]
KM + [ S ] KM "
$ % & ' =^ [ ET ][ S ] KM
cuando [S] es muy elevada todo el enzima está en forma de complejo ES y la velocidad es máxima (Vmax = k 2 [ET]) v 0 = V max [ S ] K M
- [ S ]
Ecuación de
Michaelis-Menten
E + S k 1 k! 1 " "# $" " ES^ k 2 " "# E + P [ ES ] = [ ET ]
[ S ]
KM + [ S ]
v 0 = k 2 [ ES ]
% v 0 = k 2 [ ET ]
[ S ]
KM + [ S ]
por tanto tenemos:
La ecuación de Michaelis-Menten
v 0 = V max [ S ] K M
- [ S ]
Significado de la constante de Michaelis-Menten v 0 = V max [ S ] KM + [ S ] ; v 0 = V max [ S ] [ S ] + [ S ] ; v 0 = V max [ S ] 2 [ S ] ; v 0 = V max 2 cuando KM = [S] por tanto, KM es la concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la velocidad máxima KM = k! 1 + k 2 k 1
k! 1 k 1
k 2 k 1
= KS +
k 2 k 1 como KS es la constante de disociación del complejo ES, cuando KS, y por tanto KM, disminuye mayor afinidad presenta el enzima por el sustrato Valores de KM de algunas enzimas Enzima Sustrato KM (!M) Quimiotripsina Acetil-L-triptofanamida 5000 Lisozima Hexa-N-acetilglucosamina 6 ß-Galactosidasa Lactosa 4000 Treonima deaminasa Treonina 5000 Anhidrasa carbónica CO 2 8000 Penicilinasa Bencilpenicilina 50 Piruvato 400 Piruvato carboxilasa HCO 3 -^1000 ATP 60 Arginina-t-RNA Arginina 3 Arginina-t-RNA sintetasa tRNA 0, sintetasa ATP 300
La constante catalítica (kcat)
V max = kcat [ ET ] La constante catalítica kcat o número de recambio es el número de moles transformados por mol de enzima en una unidad de tiempo kcat = V max [ ET ]
Eficiencia catalítica (kcat/KM)
La eficiencia catalítica (kcat/KM) permite comparar diferentes enzimas o una misma enzima con diferentes sustratos
Integración de la ecuación de Michaelis-Menten Orden cero Orden uno v 0 =! d [ S ] dt
V max [ S ] KM + [ S ] Para orden cero, KM << [S] ! d [ S ] = V max dt integrando entre 0 y t [ S ] t = [ S ] 0! V max · t como V max = kcat [ E ] V max 1 V max 2 = [ E ] 1 [ E ] 2 Para orden uno, KM >> [S] ! d [ S ] [ S ] = V max KM dt integrando entre 0 y t ln[ S ] t = ln[ S ] 0! V max KM t Para orden mixto 1 t ln [ S ] 0 [ S ] t = V max KM ! 1 KM [ S ] 0! [ S ] t t Estudio de la velocidad total E + S k 1 k! 1 " "# $" " ES^ k 2 k! 2 " "# $" " EP^ k 3 k! 3 " "# $" " E^ +^ P E + S k 1 k! 1 " "# $" " ES^ k 2 " "# E + P v total = v directa ! v inversa d [ E ] dt = d [ ES ] dt = d [ EP ] dt = 0 vtotal =^ VmS KMP [ S ]! VmP KMS [ P ] KMS KMP + KMP [ S ] + KMS [ P ]
Reacciones con multiples sustratos
Desplazamiento ordenado
Reacciones con multiples sustratos
Desplazamiento al azar