Sin t

1
Cinética de las reacciones enzimáticas
2
Concepto de velocidad inicial

, t -gt 0
v
p
s
t
3
Variables que influyen en la velocidad de
una reacción enzimática
1. Concentración de enzima 2. Concentración de
substrato 3. pH 4. Temperatura 5. Efectores
(Activadores e Inhibidores)
4
Efecto de la concentración de enzima relación
lineal
.
v
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
E
5
S
Una cinética lineal implica un proceso
regenerativo, cíclico
Ciclo catalítico de una enzima
P
6
Efecto de la concentración de substrato
.
.
.
.
.
v
.
.
.
s
7
Una cinética hiperbólica implica un proceso
saturante
Hay un número limitado de sitios en la
enzima para fijar substrato una vez que están
ocupados todos, por mucho que aumente la
concentración de substrato, la velocidad
permanecerá constante tendiendo a un valor
asintótico
8
Descripción dinámica de la catálisis enzimática
ds/dt - k1es k-1x de/dt - k1es (k-1
k2) x dx/dt k1es - (k-1 k2) x dp/dt k2
x e0 e x
s S x ES e E e0 ES E x e
9
El sistema de ecuaciones diferenciales que
describe la dinámica del sistema
No admite solución analítica. Para describirlo
recurrimos a - Simulaciones numéricas -
Hipótesis que lo simplifiquen
10
Simulación numérica del sistema
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Hipótesis de Michaelis - Menten
k1
k2
E S
ES
E P
k-1
- La primera parte del mecanismo,
k1
E S
ES
k-1
Tiene lugar mucho más rápidamente que la segunda
k2
ES
E P
12
Hipótesis de Michaelis-Menten
Equilibrio rápido
13
Hipótesis de estado estacionario
Según veíamos en la simulación numérica, hay un
tiempo relativamente prolongado en el curso de la
reacción en el que la variación de complejo ES
es prácticamente igual a cero
dx/dt k1es - (k-1 k2) x 0
A partir de esta expresión podemos llegar a
obtener una expresión que nos da la velocidad
para la concentración de substrato
14
Hipótesis de estado estacionario
15
Tanto con las suposiciones de Michaelis-Menten
como con Las de estado estacionario, llegamos a
la ecuación
La única diferencia radica en el significado de
Km Km k-1/k1 en mecanismo de M.M. Km
(k-1 k2)/k1 en mecanismo de E.E.
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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
17
k2 e0
Significado de la constante Vmax
1. Velocidad asintótica para s 2. Directamente
proporcional a la concentración de enzima
(hoy se prefiere caracterizar a la enzima por
k2) 3. Mide función de transformación
catalítica 4. Se expresa en unidades de velocidad

18
Vmax
Km
19
1/Vmax
-1/Km
20
1/Vmax
-Km
21
Vmax
-Km
22
Efecto del pH
v
pH
23
Efecto del pH
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
24
Arg
Lys
Succinato y centro activo de SDH pH 7
25
Succinato y centro activo de SDH, pH 2
26
Succinato y centro activo de SDH, pH 13
27
Efecto de la temperatura
v
T
28
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