Cinética EnzimáticaAntonio E. Serrano PhD. MT.Cátedra de Bioquímica - 2012@xideralxideral.com

Sumario

• Modelo Cinético• Michaelis-Menten• Km• Lineweaver-Burk • Actividad Enzimática• Cinética Enzimas

Alostéricas• Cinética Inhibidores• Competitivos• No competitivos

Cinética Enzimática• Estudia la velocidad de

las reacciones catalizadas por enzimas. • La velocidad de una

reacción catalizada por una enzima puede medirse. • Otorga información de:• Mecanismo de la

reacción catalítica • Especifidad de la enzima.

Modelo Cinético• 1882: se introdujo el concepto del complejo enzima-sustrato

como intermediario del proceso de catálisis enzimática.• 1913: Leonor Michaelis y Maud Menten desarrollaron esta

teoría y propusieron una ecuación de velocidad que explica el comportamiento cinético de los enzimas.

Maud MentenLeonor Michaelis

Componentes de reacción Enzimática en el tiempo

• [S] disminuye en el tiempo hasta estabilizarse en equilibrio • [P]incrementa

en el tiempo hasta estabilizarse en equilibrio• [E] y [ES]

permanecen constantes.

Modelo Cinético Michaelis-MentenEn una reacción Enzimática se cumple que:

Derivando en Función del tiempo

Ingresando concentración de Enzima Eo y sustituyendo ecuaciones queda:

Donde V = velocidad de la reacción catalizada por la enzima

Donde la Km es el término que define a las constantes de disociación de la reacción

Curva de Michaelis-Menten

La representación gráfica de la ecuación de Michaelis-Menten es una hipérbola . La Vmax corresponde al valor máximo al que tiende la curva experimental, y la Km corresponde a la concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la Vmax.

Km• KM es la concentración de sustrato para la cual la velocidad de

reacción es la mitad de la velocidad máxima.• El valor de Km da idea de la afinidad del enzima por el sustrato: • a menor Km, mayor afinidad del enzima por el sustrato, y • a mayor Km, menor afinidad.

Doble Recíproco• Representación de

Lineweaver-Burk

• Para determinar gráficamente los valores de Km y Vmax es más sencillo utilizar la representación doble recíproca (1/v0 frente a 1/[S]0), ya que es una línea recta

Actividad Enzimátca• La velocidad de una reacción catalizada por un enzima puede

medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar el enzima.

• La medida se realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura, presencia de cofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato.

• En estas condiciones, la velocidad de reacción observada es la velocidad máxima (Vmax).

• La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de los productos o la desaparición de los reactivos.

Velocidad Inicial de la Reacción

• Es igual a la pendiente de la curva de avance a tiempo cero

• De esta forma, la medida de v0 se realiza antes de que se consuma el 10% del total del sustrato, de forma que pueda considerarse la [S] como esencialmente constante a lo largo del experimento.

Con respecto al sustrato…

• Cuando [S] es pequeña, la velocidad inicial es directamente proporcional a la concentración de sustrato, y por tanto, la reacción es de primer orden.

• A altas [S] la enzima se encuentra saturada por el sustrato, y la velocidad ya no depende de [S]. En este punto, la reacción es de orden cero y la velocidad es máxima (Vmax).

Cinética Enzimas Alostéricas• Hay enzimas que no

obedecen la ecuación de Michaelis-Menten. Se dice que su cinética es No Michaeliana.

• Esto ocurre con las enzimas alostéricos, cuya gráfica v frente a [S] no es una hipérbola, sino una sigmoide

• En la cinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en una zona crítica (cercana a la KM) se traduce en grandes variaciones en la velocidad de reacción.

Inhibidor Competitivo

Ki = Constante de Disociación del Inhibidor

Incremento de la [S]

Inhibidor Competitivo

Incremento de la Km

Velocidad Máxima Inalterada

Inhibidor No Competitivo

Incremento de la [S] no sobrepasa la inhibición

Menos [E] disponible = Vmax menor

Km permanece igual de acuerdo a la [E] disponible

Inhibidor No Competitivo

Km no alterada

Reducción Vmax