enzimas palabra griega ; zyme en fermento en fermento
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ENZIMASENZIMAS
PALABRA GRIEGA ; ZYMEPALABRA GRIEGA ; ZYME
“ “ EN FERMENTO “EN FERMENTO “
RibozimasEn efecto, a mediados de los años 80, Arthur Zaug y Thomas Cech comunicaban, en la revista Science, el descubrimiento de que moléculas de RNA también pueden tener capacidad catalítica y comportarse como biocatalizadores muy activos.
Thomas Cech descubrió que el RNA L-19 cataliza la hidrólisis del RNA de manera específica y es capaz de también de ejercer acción polimerasa
Ribozimas en cabeza de martillo
ENZIMASENZIMASPOLIMEROS BIOLOGICOSPOLIMEROS BIOLOGICOS
CatalizadoresCatalizadores; aceleran ; aceleran la velocidad de las la velocidad de las reacciones bioquímicas y reacciones bioquímicas y no se altera de forma no se altera de forma permanente por la permanente por la reacciónreacción
Reacción bioquímicaReacción bioquímica; ; cuando las moléculas que cuando las moléculas que chocan poseen una chocan poseen una cantidad mínima de cantidad mínima de energía (energía de energía (energía de activación ( Ea) o energía activación ( Ea) o energía libre de activación AG)libre de activación AG)
ENZIMASENZIMAS Energía de activación Energía de activación
(AG): cantidad de energía (AG): cantidad de energía que se requiere para que se requiere para convertir 1 mol de convertir 1 mol de moléculas (sustrato o moléculas (sustrato o reactante) desde el reactante) desde el estado basal (la forma estado basal (la forma basal de baja energía) al basal de baja energía) al estado de transiciónestado de transición
Estado de transiciónEstado de transición: : intermediario transitorio intermediario transitorio en el que no existe en el que no existe sustrato libre ni productosustrato libre ni producto
EFECTO DEL CATALIZADOREFECTO DEL CATALIZADOR
TEORIA GENERAL DE LA TEORIA GENERAL DE LA ACCION ENZIMATICAACCION ENZIMATICA
La La EE se combina con se combina con
la la SS para formar el para formar el
complejo E-S complejo E-S (unión reversible), (unión reversible), luego este se rompe; luego este se rompe; por un lado se libera por un lado se libera la la EE y por el otro se y por el otro se
libera el libera el PP
ENZIMASENZIMAS Sustratos (reactante) Sustratos (reactante) ; moléculas sobre las ; moléculas sobre las
cuales actúan las enzimascuales actúan las enzimas
Productos Productos ; las moléculas resultantes; las moléculas resultantes
Complejo enzima-sustrato ( ES); Complejo enzima-sustrato ( ES); conformación conformación intermedia y transitoria que se da como intermedia y transitoria que se da como resultado de la interacción enzima (E) con su resultado de la interacción enzima (E) con su sustrato (S )sustrato (S )
E+S ES E + PE+S ES E + P
COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATOCOMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO
ENZIMASENZIMASPROPIEDADES PROPIEDADES
A.A. Velocidades de las reacciones que catalizan Velocidades de las reacciones que catalizan extraordinariamente elevadas ( aumento de la velocidad extraordinariamente elevadas ( aumento de la velocidad 10 a la 6 a 10 a la 12 veces mayor )10 a la 6 a 10 a la 12 veces mayor )
B.B. Muy especificas para las reacciones que catalizan Muy especificas para las reacciones que catalizan ( extremadamente selectivos ; tipo de reacción, ( extremadamente selectivos ; tipo de reacción, sustrato o conjunto pequeños de sustratos), poco sustrato o conjunto pequeños de sustratos), poco habitual productos secundarioshabitual productos secundarios
C.C. Estructuras complejasEstructuras complejas
D.D. Pueden regularsePueden regularse
ENZIMASENZIMASAUMENTO DE LA VELOCIDAD DE REACCIONAUMENTO DE LA VELOCIDAD DE REACCION
DependeDepende::
1.1. Moléculas con Moléculas con energía cinética suficienteenergía cinética suficiente
2.2. Orientación correcta para reaccionar Orientación correcta para reaccionar (aproximación (aproximación entre si a la distancia de formación de enlace)entre si a la distancia de formación de enlace)
3.3. Concentración de los reactivosConcentración de los reactivos
4.4. Las enzimasLas enzimas
ENZIMASENZIMASCATALIZADORESCATALIZADORES
Proporcionan una ruta de reacción que requiere Proporcionan una ruta de reacción que requiere de menos energía de activación que la reacción de menos energía de activación que la reacción sin catalizarsin catalizar
No altera el equilibrio si no que aumenta la No altera el equilibrio si no que aumenta la velocidad hacia el equilibriovelocidad hacia el equilibrio
El equilibrio se alcanza en segundos o minutos El equilibrio se alcanza en segundos o minutos en lugar de horas o díasen lugar de horas o días
PODER CINETICO DE ALGUNAS PODER CINETICO DE ALGUNAS ENZIMASENZIMAS
ENZIMASENZIMASCONSTANTE DE EQUILIBRIO (Keq)CONSTANTE DE EQUILIBRIO (Keq)
Es igual al producto de las Es igual al producto de las concentraciones de los concentraciones de los productos de la reacción , productos de la reacción , dividido entre el producto de dividido entre el producto de los sustratoslos sustratos
En el equilibrio las En el equilibrio las concentraciones globales de concentraciones globales de reactivos y productos reactivos y productos permanecen constantespermanecen constantes
La velocidad de conversión de La velocidad de conversión de sustratos en productos es sustratos en productos es igual a la velocidad a la que igual a la velocidad a la que los productos se convierten en los productos se convierten en sustratossustratos
Relación constantes de Relación constantes de velocidadvelocidad
A + B P + QA + B P + QKeq = [ P ] [ Q ]Keq = [ P ] [ Q ] [ A ] [ B ][ A ] [ B ]
A + A PA + A P
Keq = [ P ]Keq = [ P ] [ A ] 2[ A ] 2
Keq = K1Keq = K1 K2K2
ENZIMASENZIMASCATALIZADORESCATALIZADORES
Lugar activoLugar activo; superficie de unión ; superficie de unión de forma enrevesada y únicade forma enrevesada y única
Función del lugar activo:Función del lugar activo:
1.1. Es el sito de unión del sustrato a Es el sito de unión del sustrato a la enzima (pequeña hendidura o la enzima (pequeña hendidura o grieta)grieta)
2.2. Los aminoácidos presentes Los aminoácidos presentes participan activamente en el participan activamente en el proceso catalíticoproceso catalítico
3.3. La información dentro del lugar La información dentro del lugar activo; su forma y distribución de activo; su forma y distribución de carga se utiliza para orientar de carga se utiliza para orientar de forma optima al sustratoforma optima al sustrato
4.4. Reduce la energía necesaria para Reduce la energía necesaria para que se produzca la reacción que se produzca la reacción hasta el productohasta el producto
ENZIMAS ENZIMAS ESPECIFICIDADESPECIFICIDAD
Característica de mayor relevanciaCaracterística de mayor relevancia Determinante en la regulación del metabolismo celularDeterminante en la regulación del metabolismo celular Reduce la variedad de sustratos sobre los que una Reduce la variedad de sustratos sobre los que una
enzima puede actuarenzima puede actuar
ESPECIFICIDADESPECIFICIDAD
Tipos de especificidad:Tipos de especificidad:
a)a) La especificidad ópticaLa especificidad óptica; ; solo sobre solo sobre isomeros de la serie L (catabolismo de isomeros de la serie L (catabolismo de aminoácidos), sobre los de la serie D aminoácidos), sobre los de la serie D ( metabolismo de carbohidratos)( metabolismo de carbohidratos)
b)b) Especificidad de grupo; Especificidad de grupo; sobre un sobre un grupo determinado de moléculasgrupo determinado de moléculas
ENZIMASENZIMASESPECIFICIDADESPECIFICIDAD
1.1. Modelo llave-Modelo llave-cerradura cerradura ( Emil Fischer) ( Emil Fischer)
2.2. Modelo de ajuste Modelo de ajuste inducido inducido (Daniel Koshland) (Daniel Koshland)
ENZIMASENZIMASESPECIFICIDADESPECIFICIDAD
Modelo llave-cerradura (lugar Modelo llave-cerradura (lugar activo rígido);activo rígido);
Cada enzima se une a un Cada enzima se une a un único tipo de sustratoúnico tipo de sustrato
El lugar activo de la enzima El lugar activo de la enzima y el sustrato poseen y el sustrato poseen estructuras estructuras complementariascomplementarias
El sustrato entra e El sustrato entra e interacciona con el lugar interacciona con el lugar activo (forma global y activo (forma global y distribución de carga) distribución de carga)
ENZIMASENZIMASESPECIFICIDADESPECIFICIDAD
Modelo de ajuste inducido Modelo de ajuste inducido (estructura flexible de las (estructura flexible de las proteínas):proteínas):
El sustrato no se ajusta con El sustrato no se ajusta con precisión a un lugar activo precisión a un lugar activo rígidorígido
Las interacciones no Las interacciones no covalentes entre la enzima y el covalentes entre la enzima y el sustrato modifican la estructura sustrato modifican la estructura tridimensional del lugar activotridimensional del lugar activo
Conforman la forma del lugar Conforman la forma del lugar activo con la forma del sustrato activo con la forma del sustrato en la conformación del estado en la conformación del estado de transiciónde transición
ENZIMAS ENZIMAS MODELO DE AJUSTE INDUCIDOMODELO DE AJUSTE INDUCIDO
La enzima y el sustrato La enzima y el sustrato sufren sufren cambios cambios conformacionales en el conformacionales en el estado de transiciónestado de transición
El sitio catalítico no es un El sitio catalítico no es un lugar estático y rígido, lugar estático y rígido, dinámico y transitoriodinámico y transitorio
Al final de la reacción la Al final de la reacción la enzima recupera su enzima recupera su estructura originalestructura original
ENZIMASENZIMAS ACTIVIDAD ENZIMATICAACTIVIDAD ENZIMATICA
Depende :Depende :
1.1. Interacción entre los aminoácidos del lugar Interacción entre los aminoácidos del lugar activo y el sustratoactivo y el sustrato
2.2. Componentes no proteicos; (cofactores Componentes no proteicos; (cofactores enzimáticos)enzimáticos)
ENZIMASENZIMASComponentes no proteicos; (cofactores enzimáticos)Componentes no proteicos; (cofactores enzimáticos)
Apoenzima :Apoenzima : componente proteico de una enzima que carece de componente proteico de una enzima que carece de un cofactor esencialun cofactor esencial
Holoenzima:Holoenzima: enzimas intactas con sus enzimas intactas con sus cofactores unidos cofactores unidos
a)a) IonesIones; Mg, Zn, Fe , K, Co, Cu, Se; Mg, Zn, Fe , K, Co, Cu, Se,(métaloenzimas),(métaloenzimas)b)b) Coenzimas; Coenzimas; moléculas orgánicas complejas presentes en el moléculas orgánicas complejas presentes en el
medio enzimático con enlaces transitorios y disociables a la medio enzimático con enlaces transitorios y disociables a la enzima o a un sustratoenzima o a un sustrato
c)c) Grupos prostéticos; Grupos prostéticos; incorporación del cofactor fuerte y estable a incorporación del cofactor fuerte y estable a la estructura proteicala estructura proteica
GRUPOS PROSTETICOS GRUPOS PROSTETICOS COFACTORES Y COENZIMASCOFACTORES Y COENZIMAS
METALES Y ELEMENTOS IMPORTANTES METALES Y ELEMENTOS IMPORTANTES COMO COFACTORES ENZIMATICOSCOMO COFACTORES ENZIMATICOS
COENZIMAS Y VITAMINAS DE COENZIMAS Y VITAMINAS DE PROCEDENCIAPROCEDENCIA
ENZIMASENZIMASACTIVIDAD ENZIMATICAACTIVIDAD ENZIMATICA
3.3. Control directo del organismo a través de Control directo del organismo a través de la unión de activadores o inhibidoresla unión de activadores o inhibidores
4.4. Modificación covalente de la molécula Modificación covalente de la molécula enzimáticaenzimática
5.5. Regulación genética (síntesis proteica)Regulación genética (síntesis proteica)
CLASIFICACIONCLASIFICACIONUNION INTERNACIONAL DE BIOQUIMICA y BIOLOGIA MOLECULARUNION INTERNACIONAL DE BIOQUIMICA y BIOLOGIA MOLECULAR
(UIBMB)(UIBMB)ESQUEMA DE DENOMINACION SISTEMATICAESQUEMA DE DENOMINACION SISTEMATICA
Categorías; reacción que catalizanCategorías; reacción que catalizan
OxidoreductasasOxidoreductasas Catalizan reacciones de Catalizan reacciones de oxidación reducciónoxidación reducción
Deshidrogenasas,oxidasDeshidrogenasas,oxidasas,oxigenasas, as,oxigenasas, reductasas, peroxidasas reductasas, peroxidasas hidrolasashidrolasas
TransferasasTransferasas
prefijo.;Transprefijo.;Trans
Catalizan reacciones en Catalizan reacciones en las que hay transferencia las que hay transferencia de grupos de una de grupos de una molécula a molécula a otra(metilo,fosforilo y otra(metilo,fosforilo y acilo)acilo)
Transcarboxilasas Transcarboxilasas transmetilasas transmetilasas transaminasastransaminasas
HidrolasasHidrolasas Catalizan reacciones en Catalizan reacciones en las que se produce la las que se produce la rotura de enlaces por rotura de enlaces por adición de aguaadición de agua
Esterasas, fosfatasa y Esterasas, fosfatasa y
peptidasaspeptidasas
CLASIFICACIONCLASIFICACIONUNION INTERNACIONAL DE BIOQUIMICAUNION INTERNACIONAL DE BIOQUIMICA
(UIB)(UIB)CATEGORIA : REACCION QUE CATALIZANCATEGORIA : REACCION QUE CATALIZAN
LiasasLiasas Catalizan reacciones en las Catalizan reacciones en las que se eliminan que se eliminan grupos(H2O,C02,NH3), grupos(H2O,C02,NH3), para formar un doble enlace para formar un doble enlace o se añade a un doble o se añade a un doble enlaceenlace
Descarboxilasas, Descarboxilasas, hidratasas, hidratasas, deshidratasas deshidratasas desaminasasdesaminasas
DesaminasasDesaminasas
sintasassintasas
IsomerasasIsomerasasa)a) EpimerasasEpimerasas
b)b) MutasasMutasas
Catalizan varios tipos de Catalizan varios tipos de reordenamiento molecularreordenamiento molecular
Inversión de átomos de Inversión de átomos de carbono asimétricoscarbono asimétricos
Transferencia Transferencia intramolecular de grupos intramolecular de grupos funcionalesfuncionales
LigasasLigasas Catalizan la formación de Catalizan la formación de un enlace entre dos un enlace entre dos moléculas de sustratomoléculas de sustrato
Los nombres incluyen los Los nombres incluyen los términos:términos:
Sintetasas,carboxilasasSintetasas,carboxilasas
COMISION DE ENZIMAS(EC) COMISION DE ENZIMAS(EC) DE LA IUBMBDE LA IUBMB
ENZIMASENZIMAS
CINETICA ENZIMATICACINETICA ENZIMATICA
ENZIMASENZIMASCINETICA ENZIMATICACINETICA ENZIMATICA
Relacionada con:Relacionada con:
Determinación cuantitativa de las reacciones que catalizan las Determinación cuantitativa de las reacciones que catalizan las enzimasenzimas
Estudio sistemático de los factores que afectan dichas Estudio sistemático de los factores que afectan dichas velocidadesvelocidades
Miden la afinidad de las enzimas por los sustratos y los Miden la afinidad de las enzimas por los sustratos y los inhibidoresinhibidores
Mecanismos de reacciónMecanismos de reacción
Velocidad de una reacción bioquímica;Velocidad de una reacción bioquímica;
El cambio de la concentración de un reactante o producto por unidad de El cambio de la concentración de un reactante o producto por unidad de tiempotiempo
ENZIMASENZIMASCINETICA ENZIMATICACINETICA ENZIMATICA
Orden de la reacción:Orden de la reacción:
Relaciona la concentración del reactante, la Relaciona la concentración del reactante, la saturación de la enzima con la velocidad de la saturación de la enzima con la velocidad de la reacciónreacción
A.A. Cinética de primer ordenCinética de primer orden
B.B. Cinética de segundo orden Cinética de segundo orden
C.C. Cinética de cero ordenCinética de cero orden
ENZIMASENZIMASCINETICA DE PRIMER ORDENCINETICA DE PRIMER ORDEN
Cuando la velocidad depende de Cuando la velocidad depende de la primera potencia de la la primera potencia de la concentración de un único concentración de un único reactante y sugiere que el paso reactante y sugiere que el paso limitante de la velocidad es una limitante de la velocidad es una reacción uní molecular (no se reacción uní molecular (no se requieren colisiones moleculares)requieren colisiones moleculares)
AA PP
La velocidad de la reacción es La velocidad de la reacción es directamente proporcional a la directamente proporcional a la concentración del sustrato, concentración del sustrato, solo cuando la concentración solo cuando la concentración del sustrato es bajadel sustrato es baja
La concentración del reactante es La concentración del reactante es función del tiempo ( t ½ ; se consume función del tiempo ( t ½ ; se consume la mitad del reactante)la mitad del reactante)
ENZIMASENZIMASCINETICA DE SEGUNDO ORDENCINETICA DE SEGUNDO ORDEN
o la velocidad de la reacción depende de la la velocidad de la reacción depende de la concentración de los dos reactantesconcentración de los dos reactantes
AA++BB PP
o Las moléculas A y B deben de chocar para Las moléculas A y B deben de chocar para que se forme el producto que se forme el producto (reacción (reacción biomolecular )biomolecular )
ENZIMASENZIMASCINETICA PSEUDOPRIMER ORDENCINETICA PSEUDOPRIMER ORDEN
En ocasiones las reacciones de segundo orden En ocasiones las reacciones de segundo orden implican reactantes como el agua, que están implican reactantes como el agua, que están presentes en excesopresentes en exceso
AA + + H20 H20 PP
o Como el agua se encuentra en exceso, la Como el agua se encuentra en exceso, la reacción parece de primer orden reacción parece de primer orden
o Las reacciones de hidrólisisLas reacciones de hidrólisis
ENZIMASENZIMASCINETICA DE ORDEN CEROCINETICA DE ORDEN CERO
Cuando la adición de un Cuando la adición de un reactante no altera la velocidad reactante no altera la velocidad de la reacciónde la reacción
La velocidad es constante La velocidad es constante debido a que la concentración debido a que la concentración del reactante es lo del reactante es lo suficientemente elevada para suficientemente elevada para saturar todos los lugares saturar todos los lugares catalíticos en la molécula de la catalíticos en la molécula de la enzimaenzima
Cuando la concentración Cuando la concentración del sustrato se hace lo del sustrato se hace lo suficientemente elevada suficientemente elevada de forma que la enzima se de forma que la enzima se saturasatura
ENZIMAS ENZIMAS CINETICA DE MICHAELIS-MENTENCINETICA DE MICHAELIS-MENTEN
Cuando se une el sustrato Cuando se une el sustrato SS en el en el lugar activo de una enzima lugar activo de una enzima EE se forma se forma un complejo intermediario un complejo intermediario ( ES)( ES)
Durante el estado de transición, el Durante el estado de transición, el sustrato se convierte en el productosustrato se convierte en el producto
Tras un breve espacio de tiempo , el Tras un breve espacio de tiempo , el producto se disocia de la enzimaproducto se disocia de la enzima
Constantes de velocidad:Constantes de velocidad:
K1K1 : constante de velocidad de : constante de velocidad de formación de ESformación de ES
K2 :K2 : constante de velocidad de constante de velocidad de disociación ESdisociación ES
K3: K3: constante de velocidad de constante de velocidad de la formación y liberación del producto la formación y liberación del producto del lugar activo del lugar activo
ENZIMASENZIMASMODELO DE MICHAELIS -MENTENMODELO DE MICHAELIS -MENTEN
K2K2 es despreciable en comparación con es despreciable en comparación con K1K1
La velocidad de formación de ES es igual La velocidad de formación de ES es igual a la velocidad de su degradación durante a la velocidad de su degradación durante la mayor parte del curso de la reacción la mayor parte del curso de la reacción ((suposición del estado suposición del estado estacionario)estacionario)
La velocidad de formación de ES La velocidad de formación de ES es igual a K1 [E] [S]es igual a K1 [E] [S]
La velocidad de disociación de ES La velocidad de disociación de ES es igual a (K2 + K3)es igual a (K2 + K3)
La suposición del estado La suposición del estado estacionario iguala estas estacionario iguala estas dos velocidades dos velocidades
ENZIMASENZIMASCONSTANTE DE MICHAELIS Y MENTEN (KmCONSTANTE DE MICHAELIS Y MENTEN (Km))
Define algunos aspectos del Define algunos aspectos del comportamiento enzimático comportamiento enzimático ( constante de afinidad)( constante de afinidad)
Se considera una constante Se considera una constante que es característica de la que es característica de la enzima y del sustrato en enzima y del sustrato en condiciones especificascondiciones especificas
Cuando menor es la Cuando menor es la Km, mayor es la Km, mayor es la afinidad de la enzima afinidad de la enzima por la formación del por la formación del complejo EScomplejo ES
Km Km = = K2 + K3K2 + K3 K1K1
ENZIMASENZIMASCONSTANTE KmCONSTANTE Km
KmKm :indicador de la afinidad de :indicador de la afinidad de la enzima por el sustratola enzima por el sustrato
concentración de sustrato a la concentración de sustrato a la que la enzima tiene la mitad que la enzima tiene la mitad de la velocidad máxima de la velocidad máxima
Km grandeKm grande: se necesitara una : se necesitara una concentración mayor de sustrato concentración mayor de sustrato para alcanzar la mitad de la para alcanzar la mitad de la velocidad máximavelocidad máxima
Km pequeña: Km pequeña: es menor la es menor la cantidad del sustrato para cantidad del sustrato para alcanzar la mitad de la velocidad alcanzar la mitad de la velocidad máxima de la enzima ( enzima máxima de la enzima ( enzima mas afín a su sustrato)mas afín a su sustrato)
La Km es única para La Km es única para cada par enzima-cada par enzima-sustratosustrato
Los diferentes sustratos que Los diferentes sustratos que reaccionan con una enzima reaccionan con una enzima determinada lo hacen con determinada lo hacen con
diversos valores de diversos valores de KmKm
Las diferentes enzimas que Las diferentes enzimas que actúan sobre un solo actúan sobre un solo sustrato tienen distintos sustrato tienen distintos valores de valores de KmKm
El valor de El valor de KmKm varia varia ampliamente con la ampliamente con la identidad de la enzima y la identidad de la enzima y la naturaleza del sustratonaturaleza del sustrato
METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSMETABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOSREGULACIONREGULACION
Hexocinasa/glucocinasaHexocinasa/glucocinasa
Hexocinasa:Hexocinasa:tiene una Km baja para tiene una Km baja para la glucosa (alta afinidad) en el hígado la glucosa (alta afinidad) en el hígado se satura y actúa a una velocidad se satura y actúa a una velocidad constante condiciones normalesconstante condiciones normales
GlucocinasaGlucocinasa:Km mucho mas alta :Km mucho mas alta ( baja afinidad)para la glucosa, su ( baja afinidad)para la glucosa, su afinidad aumenta por arriba del afinidad aumenta por arriba del alcance fisiológico de concentraciones alcance fisiológico de concentraciones de glucosade glucosa
La glucocinasa; favorece la captación La glucocinasa; favorece la captación hepática de glucosa en altas hepática de glucosa en altas concentraciones, después de ingerir concentraciones, después de ingerir carbohidratoscarbohidratos
ENZIMASENZIMASVELOCIDAD MAXIMA DE REACCIONVELOCIDAD MAXIMA DE REACCION
Vmax: Vmax: punto de la reacción punto de la reacción en el que no importa con en el que no importa con cuanto sustrato se realice la cuanto sustrato se realice la medición de la actividad medición de la actividad enzimático , pues la velocidad enzimático , pues la velocidad de la reacción no aumenta masde la reacción no aumenta mas
Vmax ; Vmax ; corresponde al punto corresponde al punto de saturación de la enzimade saturación de la enzima
Punto de saturación; todos los Punto de saturación; todos los sitios catalíticos de las enzimas sitios catalíticos de las enzimas están ocupados y por lo tanto están ocupados y por lo tanto no pueden interactuar con mas no pueden interactuar con mas moléculas de sustratomoléculas de sustrato
ENZIMASENZIMASECUACION DE MICHAELIS-MENTENECUACION DE MICHAELIS-MENTEN
VV= = Vmax [ S ]Vmax [ S ]
[ S ] +Km[ S ] +Km
Grafica hiperbólicaGrafica hiperbólica
Vmax Vmax : velocidad : velocidad que puede alcanzar la que puede alcanzar la reacciónreacción
o KmKm : cada enzima : cada enzima tiene un valor de Km tiene un valor de Km característico en característico en condiciones condiciones especificasespecificas
ENZIMASENZIMASECUACION DE MICHAELIS-MENTENECUACION DE MICHAELIS-MENTEN
Condición;Condición;
• Cuando [ s ] es mucho menor que Cuando [ s ] es mucho menor que Km ( condiciones fisiológicas)Km ( condiciones fisiológicas)
• El termino Km + [ s] es esencialmente El termino Km + [ s] es esencialmente igual que Kmigual que Km
Vi = Vmax [ S ] = Vmax [ S ]Vi = Vmax [ S ] = Vmax [ S ] Km + [ S ] KmKm + [ S ] Km
Vi = ( Vmax)[ S ]Vi = ( Vmax)[ S ] Km Km
Cuando [ S ] es menor que Cuando [ S ] es menor que Km Km ; la velocidad inicial de la ; la velocidad inicial de la reacción es directamente proporcional reacción es directamente proporcional a la concentración del sustrato a la concentración del sustrato
ENZIMASENZIMASECUACION DE MICHAELIS-MENTENECUACION DE MICHAELIS-MENTEN
condición;condición;
• Cuando [ S] es mucho mayor Cuando [ S] es mucho mayor que Kmque Km
• El termino Km + [ S] es igual a [ S ]El termino Km + [ S] es igual a [ S ]• Al sustituir Km +[ S ] por [ S ]Al sustituir Km +[ S ] por [ S ]
Vi = Vmax [ S ] = Vi = Vmax [ S ]Vi = Vmax [ S ] = Vi = Vmax [ S ] Km + [ S ] [ S ]Km + [ S ] [ S ]
Vi= VmaxVi= Vmax
la velocidad de la reacción es la velocidad de la reacción es máxima ( Vmax) y es invariable máxima ( Vmax) y es invariable con los incrementos adicionales con los incrementos adicionales con La [ S ]con La [ S ]
cuando menor es el valor de Km mayor es la cuando menor es el valor de Km mayor es la afinidad de la enzima por La formación del complejo afinidad de la enzima por La formación del complejo ESES
ENZIMASENZIMASECUACION DE MICHALIS- MENTENECUACION DE MICHALIS- MENTEN
Condición:Condición:
Cuando la [ S ] = VmaxCuando la [ S ] = Vmax
Vi = Vmax [ S ] = V max [ S ]Vi = Vmax [ S ] = V max [ S ] Km + [ S ] 2 [S ]Km + [ S ] 2 [S ]
ViVi = = VmaxVmax 22 la velocidad inicial es igual la velocidad inicial es igual
a la mitad de la Vmaxa la mitad de la Vmax
Cuando la [S] es pequeña, la reacción enzimática es de orden 1
Cuando la [S] es grande, la reacción enzimática es de orden 0
ENZIMASENZIMASPROPIEDADES CINETICASPROPIEDADES CINETICAS
NUMERO DE RECAMBIO (TRANSFERENCIA))NUMERO DE RECAMBIO (TRANSFERENCIA))
K cat = VmaxK cat = Vmax [ ET ][ ET ]
KcatKcat = numero de moléculas de sustrato = numero de moléculas de sustrato convertidas en producto por unidad de tiempo por convertidas en producto por unidad de tiempo por una molécula enzimática en condiciones optimas una molécula enzimática en condiciones optimas ( saturada por el sustrato)( saturada por el sustrato)
[ ET ] [ ET ] = concentración total de la enzima= concentración total de la enzima
ENZIMASENZIMASPROPIEDADES CINETICASPROPIEDADES CINETICAS
NUMERO DE RECAMBIONUMERO DE RECAMBIOEFICACIA CATALITICAEFICACIA CATALITICA
Vmax = Kcat [ ET ]Vmax = Kcat [ ET ]
V = Kcat [ET ] [ S]V = Kcat [ET ] [ S] Km + [ S ]Km + [ S ]
Cuando la [ S ] es menor que Km : ET = ECuando la [ S ] es menor que Km : ET = E
V = ( Kcat/ Km) [ E ] [ S ]V = ( Kcat/ Km) [ E ] [ S ]
( Kcat/ Km ) = constante de velocidad para una ( Kcat/ Km ) = constante de velocidad para una reacción donde la [ S ] es < que Km ( constante reacción donde la [ S ] es < que Km ( constante de especificidad)de especificidad)
ENZIMASENZIMASEFICACIA CATALITICAEFICACIA CATALITICA
Perfección catalíticaPerfección catalítica:: cuando las enzimas convierten el sustrato en producto cada vez que el sustrato difunde cuando las enzimas convierten el sustrato en producto cada vez que el sustrato difunde
en el lugar activoen el lugar activo
Complejos multienzimaticos Complejos multienzimaticos ; ;
organización de las enzimas en los seres vivos para alcanzar este grado elevado de organización de las enzimas en los seres vivos para alcanzar este grado elevado de eficaciaeficacia
Actividad enzimáticaActividad enzimática: :
se mide en unidades internacionales ( UI) se mide en unidades internacionales ( UI) 1 UI la cantidad de la enzima que produce 1 micromol de producto por minuto1 UI la cantidad de la enzima que produce 1 micromol de producto por minuto
Actividad especifica de una enzima Actividad especifica de una enzima : numero de UI por mg de : numero de UI por mg de proteínaproteína
1 Katal ( Kat ) 1 Katal ( Kat ) ; cantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato por segundo ; cantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato por segundo ( 6 por 10 a la 7 UI ) ( 6 por 10 a la 7 UI )
ENZIMASENZIMASREPRESENTACIONES DOBLES INVERSAS DE REPRESENTACIONES DOBLES INVERSAS DE
LINEWEAVER-BURKLINEWEAVER-BURK La ecuación de Michaelis –Menten La ecuación de Michaelis –Menten
puede ordenarse obteniendo su puede ordenarse obteniendo su inversa o reciprocainversa o reciproca
1 = Km 1 + 11 = Km 1 + 1 V Vmax [ S ] VmaxV Vmax [ S ] Vmax
Inversa de las velocidades Inversa de las velocidades iniciales frente a las inversa de iniciales frente a las inversa de las concentraciones del sustratolas concentraciones del sustrato
Grafica de línea rectaGrafica de línea recta La pendiente de la línea es La pendiente de la línea es
Km/VmaxKm/Vmax La intersección en el eje vertical La intersección en el eje vertical
es 1 / Vmaxes 1 / Vmax La intersección en el eje horizontal La intersección en el eje horizontal
es – 1 / Kmes – 1 / Km
Ecuación de Lineweaver-Burk
Representación doble recíproca (1/v vs. 1/[S])
ENZIMASENZIMASECUACION DE HILLECUACION DE HILL
COMPORTAMIENTO COOPERATIVOCOMPORTAMIENTO COOPERATIVO Enzimas multimericas; se Enzimas multimericas; se
unen al sustrato en varios unen al sustrato en varios sitios.sitios.
Cooperatividad positiva en la Cooperatividad positiva en la unión del sustratounión del sustrato
La forma de la curva es una La forma de la curva es una rectarecta
La grafica determina la La grafica determina la concentración de sustrato que concentración de sustrato que produce la mitad de la produce la mitad de la velocidad máxima y el grado velocidad máxima y el grado de cooperatividadde cooperatividad