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CINÉTICA ENZIMÁTICA
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E + S SE E + P
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• Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos.• Unidades del Metabolismo• Regulan la vel. de las reac. quím. espontáneas (G-).• No promueven reacciones no-espontáneas (G +).• Incrementan la Vel. De reacción 103 a 1012 veces sin
afectar el sentido de la reacción.• No forman parte del producto de la reacción.
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PROPIEDADES GENERALES• AUMENTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
– De 106 to 1012 veces vs sin enzima.– Aún más rápido que los catalizadores químicos.
• CONDICIONES DE REACCIÓN– Temperatura 25-40 oC (algunas hasta 75 oC)– pH neutro (5-9), la mayoría 6.5 – 7.5– Presión atmosférica normal
• CAPACIDAD DE REGULACIÓN– Por concentración de sustrato– Por concentración de enzima– Por inhibidores competitivos (semejantes al sustrato)– Por inhibidores no competitivos (modificación covalente de la enzima)– Por regulación alostérica
• ALTA ESPECIFICIDAD DE REACCIÓN– Interacción estereoespecífica con el sustrato– No hay productos colaterales
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ALTA ESPECIFICIDAD DE REACCIÓN
INTERACCIÓNESTEREO
ESPECÍFICA CON SU
SUSTRATO
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Los Substratosse acercan a la Enzima
(sitio Activo)
Enzima
Substratos
HO-
H-
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Los reactivos
interaccionan
con la enzima
(sitio activo)
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Cambia la
configuración de la
enzima
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La unión del sustrato produce un cambio conformacional
de la enzima hexoquinasa (cinasa), la cual es monomérica.
Substrato de glucosa
Sitio de enlace
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Se realiza la reacción catalítica
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Leonor Michelis y Maud Menten (1913)
Tiempo
Co
nc
ent.
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ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTENECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN
Vo = V max [S]
Km + [S]
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Cinética enzimática en función de la concentración de sustrato
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Vmax
KM
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Catalasa H2O2 25.0
Hexoquinasa ATP 0.4
D-Glucosa 0.05
D-Fructosa 1.5
Anhidrasa carbónicoa HCO3- 9.0
Quimotripsina Gliciltirosinilglicina 108.0
N-Benzoiltirosinamida 2.5
-Galactosidasa D-Lactosa 4.0
Treonina deshidrogenasa L-Treonina 5.0
Km de algunas enzimas
ENZIMA SUSTRATO Km (mM)
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La KM es un parámetro de Actividad Enzimática
• La KM es inversamente proporcional con la actividad de la enzima.
• Valor de KM grande, baja actividad
• Valor de KM pequeño, alta activida
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ATP + Glucosa ADP + 6-fosfato de glucosa
2 Rutas
Enzimas: pueden catalizar reacciones donde hay 2 S =
HexocinasaHexocinasa
•Desplazamiento Simple, los 2 S se unen a la E
A + B + E EAB C + D
•Doble desplazamiento o ping-pong
A + B + E AE BE + C D
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Determinación Cuantitativa de la Cinética Enzimática
1. La reacción global
2. Procedimeinto analítico para determinar elS que desaparece o el P que aparece
3. Sí el E requiere Cofactores (iónes o coenzimas)
4. La dependencia de la actividad enzimática con la [S] o se la KM del S.
5. El pH óptimo
6. Un intervalo de temperatura en la que la E es estable y muestra actividad elevada.
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Actividad enzimática y variación del pH
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1 3 7 11 14 pH
VoPepsina 1.5
Tripsina 7.7
Catalasa 7.6
Arginasa 9.7
Fumarasa 7.8
Ribonucleasa 7.8
Enzima pH óptimo
4 37 85 Temperatura oC)
Vo
10 50 100 Coenzima
Vo
10 30 50 70 100 Tiempo (min)
Vo
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1.0 Unidad de Actividad Enzimática (U):
La cantidad que transforma 1.0 mol (10-6 M) de S /min, a 25 0C, en las condiciones de medida óptima.
Actividad específica:
Es el no. de U de una E / mg de proteína.Es decir: una medida de la pureza de la E.Al purificarla, el valor llega a un máximo y es estable.
Número de recambio
No. de moléculas de S transformadas /unidad de tiempo, por una molécula de E ( o por un solo sitio catalítico)
Enzima No. de Recambio
Anhidrasa carbónica 36 000 000B-Amilasa 1 000 000B-Galactosidasa 12 000Fosfoglucomutasa 1 240
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¿Vmax?
¿KM?
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![Page 29: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/29.jpg)
pendiente
Transformación de los Dobles Recíprocos
(Lineweaver-Burk)
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Gráfica de Eadie-Hofstee
Vo[S]
V max KM
Vo
Vmax
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Cuando:
Vo= Vmax Todos los sitios activos están ocupados y no hay moléculas de E libre.
KM= [S] Sí... ½ Vmax
KM representa la cantidad de sustrato necesaria para fijarse a la mitad de la E disponible y producir la mitad de la Vmax
KM representa la concentración del sustrato en una célula
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Inhibidores
Reactivos químicos específicos que pueden inhibir a la mayor parte de las enzimas.
INHIBIDORESINHIBIDORES
Irreversibles
Reversibles
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Inhibidor Irreversible
• Inhibición permanente
• Unión irreversible por medio de enlaces covalentes.
• Modificaciones químicas de los gps. catalíticos.
• Modificada la enzima, está siempre inhibida.
Para distinguirlo de los reversible se someten a diálisis y si no se separan enzima e inhibidor, éste es permanente.
![Page 34: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/34.jpg)
Inhibidor IrreversibleFluorofosfato de diisopropilo
(DFP)
Acetilcolinesterasa
Acetilcolina
Acetato + Colina
Fluorofosfato de diisopropilo (DFP)
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Inhibidor Irreversible
Malatión
Acetilcolinesterasa
Tripsina
Elastasa
Fosfoglucomutasa
Cocoonasa (larvas de gusanos de seda
Fluorofosfato de diisopropilo (DFP)
![Page 36: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/36.jpg)
Fluorofosfato de diisopropilo (DFP) Serina
Iodoacetamida Cisteína
Histidina
![Page 37: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/37.jpg)
• La unión del inhibidor y la enzima es reversible.
• Al quitar el inhibidor del medio, se recupera la actividad.
Hay 3 tipos:
Competitiva
No Competitiva
Acompetitiva (Alostérica)
Inhibidor Reversible
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Antibióticos
Insecticidas
Hervicidas
Venenos
Diferentes Medicamentos
Dolor
Inflamación
Infecciones virales
Cáncer
Inhibición enzimática
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Inhibición Competitiva
![Page 40: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/40.jpg)
Vmax igualKM diferente
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![Page 42: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/42.jpg)
Malonato Deshidrogenasa del ácido succínico
Sulfas Infecciones microbianas
Antihipertensores: Captopril y Enalopril
Alopurinol Controla la gota
Fluoruracilo Cáncer
Malonato Deshidrogenasa del ácido succínico
Sulfas Infecciones microbianas
Antihipertensores: Captopril y Enalopril
Alopurinol Controla la gota
Fluoruracilo Cáncer
Inhibidores Competitivos
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El inhibidor NO se une al sitio activo
Inhibición No Competitiva
NO se puede revertir con un exceso de sustrato
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Vmax diferente KM igual
![Page 45: CINÉTICA ENZIMÁTICA E + S SE E + P Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. Unidades del Metabolismo Regulan la vel. de las reac. quím](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061217/54b47a4049795948098b5e8b/html5/thumbnails/45.jpg)
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Cinéticas de InhibiciónCompetitivoVmax igualKM diferente
No competitivoVmax diferenteKM igual No inhibitor
1V
1/[S]0
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Inhibición acompetitiva
I
El inhibidor se une a una SUBUNIDAD reguladora
La subunidad catalítica une al sustrato y cataliza la reacción
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