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PROVERBIOS 6:16

�HAY SEIS QUE DETESTA EL SEÑOR Y HASTA SIETE QUE LE CAUSA HORROR

�La mirada despreciativa�La lengua mentirosa�Las manos que derraman sangre inocente�El Corazón que medita intenciones culpables�Los pies que corren impacientes hacer el

mal �El testigo falso que habla para mentir �El hombre que provoca discordia entre

hermanos

UNIVERSIDAD DE EL SALVADORUNIVERSIDAD DE EL SALVADORUNIVERSIDAD DE EL SALVADORUNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE MEDICINA FACULTAD DE MEDICINA FACULTAD DE MEDICINA FACULTAD DE MEDICINA

DEPARTAMENTO DE BIOQUIMICADEPARTAMENTO DE BIOQUIMICADEPARTAMENTO DE BIOQUIMICADEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA

BIOQUIMICA I CICLO I/2014 BIOQUIMICA I CICLO I/2014 BIOQUIMICA I CICLO I/2014 BIOQUIMICA I CICLO I/2014

LICDA. EMMA DE ALVARADOLICDA. EMMA DE ALVARADOLICDA. EMMA DE ALVARADOLICDA. EMMA DE ALVARADO

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� Estructura tridimensional 1.permite examinar� La química de la proteína clásica el papel de los aa� Mutagénesis dirigida en la estructura

2. La acción de lasenzimas

Sin embargo el método más importante para estudiar el MECANISMO DE UNA REACCIÓN CATALIZADA ENZIMÁTICAMENTE ES: LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN Y COMO CAMBIA CON PARAMETROS EXPERIMENTALES CINETICA ENZIMÁTICA

� ESTUDIA LA MEDICIÒN CUANTITATIVA DE LOS INDICES DE REACCIONES QUE SON CATALIZADAS POR ENZIMAS

� EL ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE UNA ENZIMA PERMITE:� Explicar los detalles de su mecanismo catalítico� Conocer su papel en el metabolismo� Describir como es regulada su actividad en la� célula � Como puede ser inhibida su actividad por fármacos�Factores que afectan la catálisis

LA CINETICA ENZIMATICA es el campo de la Bioquímica que:

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MECANISMO DE LA CATALISIS ENZIMÁTICALAS ENZIMAS NO ALTERAN LOS EQUILIBRIOS

DE LA REACCIÓN

ESES

++

LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN VIENE DADA POR LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO QUE SE

TRANSFORMA EN LA UNIDAD DE TIEMPO.

La reacción catalizada por una enzima utiliza la misma cantidad de SUSTRATO y genera la misma cantidad de producto que una reacción no catalizada.

Al igual que ocurre en otros tipos de catálisis, las enzimas no alteran en absoluto LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO de la reacción entre sustrato y producto

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LAS ENZIMAS ACELERAN LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES DISMINUYENDO LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN FACILITADO

LA FORMACIÓN DEL ESTADO DE TRANSICIÓN S++

S P

Estado BasalEstado BasalEstado BasalEstado Basal

Es la Es la Es la Es la

contribución a contribución a contribución a contribución a

la energía libre la energía libre la energía libre la energía libre

del sistema de del sistema de del sistema de del sistema de

una molécula una molécula una molécula una molécula

,S ó P),S ó P),S ó P),S ó P)

Estado BasalEstado BasalEstado BasalEstado Basal

Barrera EnergétBarrera EnergétBarrera EnergétBarrera Energética

�LOS CAMBIOS DE ENERGÍA LIBRELOS CAMBIOS DE ENERGÍA LIBRELOS CAMBIOS DE ENERGÍA LIBRELOS CAMBIOS DE ENERGÍA LIBRE�LA CONCENTRACIÓN DE LOSLA CONCENTRACIÓN DE LOSLA CONCENTRACIÓN DE LOSLA CONCENTRACIÓN DE LOS� REACTIVOS REACTIVOS REACTIVOS REACTIVOS

Y LOS PRODUCTOSY LOS PRODUCTOSY LOS PRODUCTOSY LOS PRODUCTOS

�DETERMINAN: DETERMINAN: DETERMINAN: DETERMINAN:

� LA DIRECCIÓN DE LA REACCIÓNLA DIRECCIÓN DE LA REACCIÓNLA DIRECCIÓN DE LA REACCIÓNLA DIRECCIÓN DE LA REACCIÓN

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LA VELOCIDAD DE LA REACCION SE DETERMINA POR SU ENERGIA DE ACTIVACION, y ESTAS SON BARRERAS ENERGETICAS

++ Energía de Activación

E + S ES

E+P Estado de

transiciòn

ENERGIA DE FIJACION

� Son utilizas para proporcionar especificidad de reacción y catálisis.

� Es la suma de todas las pequeñas energías liberadas por la totalidad de todas las INTERACCIONES DEBILES ; formar y romper enlaces

� No se limita a producir una estabilización del complejo E-S sino constituye la principal fuente de ENERGIA LIBRE QUE UTILIZAN LAS ENZIMAS PARA DISMINUIR LA BARRERA ENERGETICA

� Es utilizada por las Enzimas como FUENTE PRINCIPAL DE ENERGIA para producir la Catálisis

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REACCION ENZIMATICA

CONOCER DE LOS FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LAS

REACCIONES ENZIMATICAS

TAMBIEN REPRESENTA EL MODO PRINCIPAL PARA

� IDENTIFICAR POSIBLES AGENTES TERAPEUTICOS

� QUE DE MANERA SELECTIVA INCREMENTAN O

� INHIBEN LAS VELOCIDADES DE LOS PROCESOSCATALIZADOS POR ENZIMAS

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SE ESTABLECE QUE CADA REACCION TIENE UN ORDEN

�PRIMER ORDEN : si la velocidad inicial de la reacción es proporcional a la concentración de solamente uno de los reactantes tendiendo a reaccionar

�SEGUNDO ORDEN : la velocidad de la reacción es proporcional a los dos reactantes.

�ORDEN CERO : La velocidad de las reacciones es independiente de la concentración de los reactantes

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FACTORES QUE MODIFICAN LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES ENZIMÁTICAS

� Cambios en el pH

� Cambios en la temperatura

� Concentración de cofactores

� Concentración enzimática

� Concentración de sustratos

� Presencia de inhibidores

TEMPERATURA

Barrera Energética

Energía cinética

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TEMPERATURA

TEMPERATURA

� Q10 o COEFICIENTE DE TEMPERATURA : es el factor POR cual el índice de un proceso biológico se DUPLICA para un incremento de 10º C de temperatura

� Q10 = 2

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�El intervalo de Temperatura en el que una enzima mantiene una conformación estable depende de la temperatura normal de las células en que se encuentra

� Las enzimas del hombre son estables por lo general a T0 de hasta 40 – 55 0C

� Los microorganismos termófilos 100 0C ó arriba de este valor

�Temperatura óptima : es a la cual la enzima ejerce su máxima acción catalítica

CONCENTRACIÓN DEL ION H O PH

� La mayor parte de las enzimas

intracelulares muestra actividad

optima a valores de pH entre 5 y 9

PH ÓPTIMO: Es aquel donde setransforma mayor número demolécula por segundo

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EFECTO DE PH SOBRE LA ACTIVIDAD

ENZIMATICA

La Glucosa 6- fosfatasa Del hepatocito , con un pH Óptimo de 7.8 es responsable de la liberación de Glucos a la sangre

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� LA GANANCIA Ó PERDIDA DE GRUPOS IMPORTANTES CON CARGA AFECTA DE MANERA

ADVERSA LA UNIÓN DEL SUSTRATO Y POR

CONSIGUIENTE RETARDA O ANULA LA CATALISIS

PH ÓPTIMO: Es aquel donde se transforma mayor número de moléculas por segundo

CONCENTRACIÓN ENZIMÁTICA

LA VELOCIDAD DE LA REACCION ENZIMA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA CONCENTRACION DE enzima

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Desarrollaron esta teoría y y propusieron una ecuación de velocidad

que explica el comportamiento cinético de los enzimas.

Para explicar la relación observada entre la velocidad inicial (v0) y la concentración

inicial de sustrato ([S]0 propusieron que las reacciones catalizadas enzimáticamente

ocurren en dos etapas: �En la primera etapa se forma el complejo

enzima-sustrato �segunda, el complejo enzima-sustrato da

lugar a la formación del producto, liberando la enzima libre

EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO EN LA V0 DE UNA REACCION ENZIMATICA

Maud Menten

ECUACIÓN DE MICHAELIS MENTEN

Es la expresión matemática que define la relación cuantitativa entre la velocidad inicial

V0 de una reacción enzimática y la [ S ]

V = Vmax. [ S ]Km + [ S ]

V = Velocidad inicial de la reacciónVmax = Velocidad máxima al punto de saturación

[ S ] = Concentración de sustrato

Km = Constante de Michaelis – Menten.Se expresa en Moles/Litro

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EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO EN LA V0 DE UNA REACCION ENZIMATICA

� se obtiene un gráfico de HIPERBOLA RECTANGULAR

�LA KM ES LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO A LA CUAL LA Vi ES LA MITAD DE LA VELOCIDAD MAXIMA

VariableE Fija

EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO EN LA V0DE UNA REACCION ENZIMATICA

A B C

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LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN VA AUMENTANDO A MEDIDA QUE AUMENTA LA CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO HASTA QUE

LA ENZIMA SE SATURA

La importancia de una reacción enzimática es el TIEMPO que tarda en saturarse con un sustrato en particular y la máxima

velocidad de reacción que pueda alcanzar

A B C

a) V = Vmax. [ S ]Km + [ S ]

b) V = Vmax. [ S ] Km

c) V = Vmax ] = K Km

d) V∞ [ S ]

PUNTO A

Variable

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a) V = Vmax. [ S ]Km + [ S ]

b) V = Vmax. [ S ][ S ]

c) V =VmaxPUNTO C

LA REACCION ES UN PROCESO CINETICO DE ORDEN CERO.

La velocidad máxima de la reacción se alcanza cuando toda la enzima

se encuentra unida al sustrato

PUNTO B

Cuando [ S ] = Km

Vi = 1/2 Vmax

EL SUSTRATO NATURAL DE UNA ENZIMA ES EL QUE TIENE MENOR KM

V = Vmax. [ S ]Km + [ S ]

V = Vmax 2

V = Vmax. [ S ]2 [ S ]

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EFECTO DE LA CONCENTRACION DE SUSTRATO EN LA V0DE UNA REACCION ENZIMATICA

�Una Km alta indica una baja afinidad entre la enzima y el sustrato y Viceversa .

�La Vmax. indica el número de recambio de una enzima.

�Número de recambio: Es la cantidad de sustrato que se transforma por minuto y por centro catalítico

CONCLUSIONES IMPORTANTES SOBRE LA CINETICA DE MICHAELIS-MENTEN

CARACTERÍSTICAS DE Km

�Es característica de una enzima y su sustrato en particular, y refleja la AFINIDAD DE LA ENZIMA POR SU SUSTRATO.

�Km es numéricamente igual a la concentración de sustrato con la que la velocidad inicial de la reacción es igual a ½ de la Vmax

�Km no varía con la concentración de enzima

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FORMAS DE MEDIR LA ACTIVIDAD ENZIMATICA EN MUESTRAS

BIOLOGICASLAS DIMINUTAS CANTIDADES DE ENZIMAS PRESENTESEN LAS CELULAS HACEN COMPLICADO DETERMINAR SUPRESENCIA Y CONCENTRACION DE LA SIGUIENTEREACCION:

E + S E S P + E

1.Midiendo la disminución en la cantidad desustrato transformado

2.Midiendo el aumento en la cantidad deproducto obtenido

3.Midiendo el índice de cambio en la cantidadde coenzima

UNIDADES CON QUE SE EXPRESA LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

�UNIDAD INTERNACIONAL ENZIMÁTICA : Es la cantidad de enzima que cataliza la transformación de 1 micro mol de sustrato por minuto, en condiciones definidas

�ACTIVIDAD ESPECIFICA : Unidades de enzima por miligramo de proteína

�KATAL:Es la cantidad de enzima capaz de catalizar la transformación de un mol de sustrato por segundo

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FIN