Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t ->...
-
Upload
antonietta-pena -
Category
Documents
-
view
22 -
download
3
Transcript of Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t ->...
![Page 1: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/1.jpg)
Cinética de las reacciones enzimáticas
![Page 2: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/2.jpg)
t
s
p[ ]
Concepto de velocidad inicial
d[ ]dtv = , t -> 0
![Page 3: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/3.jpg)
Variables que influyen en la velocidad de unareacción enzimática
1. Concentración de enzima
2. Concentración de substrato
3. pH
4. Temperatura
5. Efectores (Activadores e Inhibidores)
![Page 4: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/4.jpg)
Efecto de la concentración de enzima: relación lineal
v
[E]
. . . .. . . . . . .
![Page 5: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/5.jpg)
S
E
ES
P
EP
Ciclo catalíticode una enzima
Una cinética lineal implicaun proceso regenerativo,
cíclico
![Page 6: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/6.jpg)
v
[s]
Efecto de la concentración de substrato
..
.. . . . .
![Page 7: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/7.jpg)
E + S ES E + Pk+1
k-1
k+2
Una cinética hiperbólica implica un proceso saturante:
Hay un número limitado de sitios en la enzimapara fijar substrato; una vez que están ocupadostodos, por mucho que aumente la concentraciónde substrato, la velocidad permanecerá constantetendiendo a un valor asintótico
![Page 8: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/8.jpg)
E + S ES E + Pk+1
k-1
k+2
s = [S]x = [ES]e = [E]e0 = [ES] + [E] = x + e
ds/dt = - k+1es + k-1xde/dt = - k+1es + (k-1 + k+2) xdx/dt = k+1es - (k-1 + k+2) xdp/dt = k+2 xe0 = e + x
Descripción dinámica de la catálisis enzimática
![Page 9: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/9.jpg)
El sistema de ecuaciones diferenciales que describe la dinámicadel sistema
E + S ES E + Pk+1
k-1
k+2
No admite solución analítica. Para describirlo recurrimos a:
- Simulaciones numéricas- Hipótesis que lo simplifiquen
![Page 10: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/10.jpg)
Simulación numérica del sistema
E + S ES E + Pk+1
k-1
k+2
Aplicación
valdef1.txt
![Page 11: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/11.jpg)
Hipótesis de Michaelis - Menten
E + S ES E + Pk+1
k-1
k+2
- La primera parte del mecanismo,
E + S ESk+1
k-1Tiene lugar mucho más rápidamente que la segunda:
ES E + Pk+2
![Page 12: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/12.jpg)
K
E SES
esx
e x s
xm 0
xe s
K sm
0 vk e sK sm
2 0k e V 2 0 m ax
vV sK sm
m ax
Hipótesis deMichaelis-Menten
Equilibrio rápido
v k x 2
![Page 13: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/13.jpg)
Hipótesis de estado estacionario
Según veíamos en la simulación numérica, hay un tiemporelativamente prolongado en el curso de la reacción en el que la variación de complejo [ES] es prácticamente iguala cero:
dx/dt = k+1es - (k-1 + k+2) x = 0
A partir de esta expresión podemos llegar a obtener unaexpresión que nos da la velocidad para la concentraciónde substrato
![Page 14: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/14.jpg)
dxd t
k es k k x 0 1 1 2
k es k e x s k k x 1 1 0 1 2
xe s
k kk
s
e sK sm
0
1 2
1
0
vV sK sm
m ax
v k x 2 k e V 2 0 m ax
Hipótesis deestado estacionario
![Page 15: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/15.jpg)
Tanto con las suposiciones de Michaelis-Menten como conLas de estado estacionario, llegamos a la ecuación
v =Vmaxs
Km + s
La única diferencia radica en el significado de Km:
Km = k-1/k+1 en mecanismo de M.M.
Km = (k-1 + k+2)/k+1 en mecanismo de E.E.
![Page 16: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/16.jpg)
Significado de la constante Km
1. Constante de equilibrio de disociación del complejo ES (en condiciones de equilibrio rápido)
2. Medida inversa de la afinidad de la enzima por el substrato (en condiciones de equilibrio rápido)
3. Mide la función de fijación (en cond.de equilibrio rápido)
4. Concentración de substrato para la que la velocidad se hace igual a la mitad de la máxima (s0.5)
5. Se define para una pareja enzima-substrato
6. Se mide en unidades de concentración
![Page 17: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/17.jpg)
Significado de la constante Vmax = k+2 e0
1. Velocidad asintótica para s
2. Directamente proporcional a la concentración de enzima (hoy se prefiere caracterizar a la enzima por k+2)
3. Mide función de transformación catalítica
4. Se expresa en unidades de velocidad
![Page 18: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/18.jpg)
Representación directa
s
0 20 40 60 80 100
v
0
20
40
60
80
100
Km
Vmax
vV sK s
m x
m
![Page 19: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/19.jpg)
Representación recíproca doble(Lineweaver - Burk)
1/s
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6
1/v
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
1 1 1v
KV s V
m
m x m x
-1/Km
1/Vmax
![Page 20: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/20.jpg)
Representación s -s/v(Eadie - Hofstee)
s
-20 0 20 40 60 80 100 120
s/v
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
sv V
sKVm x
m
m x
1
-Km
1/V max
![Page 21: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/21.jpg)
Representación v/s - v(Wong - Hanes)
v/s0 2 4 6 8 10 12 14 16
v
0
20
40
60
80
100
v Kvs
Vm m x
Vmax
-Km
![Page 22: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/22.jpg)
Efecto del pH
pH
v
![Page 23: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/23.jpg)
1. Sobre la fijación del substrato al centro activo:- Grupos disociables de la enzima- Grupos disociables del substrato
2. Sobre la transformación catalítica del substrato
3. Sobre la estructura de la proteína enzimática
Efecto del pH
![Page 24: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/24.jpg)
Succinato ycentro activo de SDHpH 7
COO-
CH2
CH2
COO-
+H3NC
NH
NH
CH
+H3N
CH
Arg
Lys
![Page 25: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/25.jpg)
Succinato ycentro activo de SDH,pH 2
COOH
CH2
CH2
COOH
+H3NC
NH
NH
CH
+H3N
CH
![Page 26: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/26.jpg)
COO-
CH2
CH2
COO-
H2NC
NH
NH
CH
H2N
CH
Succinato ycentro activo de SDH,pH 13
![Page 27: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/27.jpg)
Efecto de la temperatura
v
T
![Page 28: Cinética de las reacciones enzimáticas. t s p [ ] Concepto de velocidad inicial d[ ] dt v =, t -> 0.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022051210/54d7ba0e497959bd1d8b5edb/html5/thumbnails/28.jpg)
En el efecto de la temperatura hay dos componentes:
1. Aceleración de la reacción según la ecuación de Arrhenius
k = A exp (-Ea/RT)
2. Desnaturalización térmica de la proteína