Importancia de Kcat.

¿Qué es Kcat número de recambio?

• Kcat es la constante de velocidad de primer orden para la conversión de ES a E + P.

• Es el número de moléculas de sustrato convertidas en producto por molécula de enzima y unidad de tiempo, en condiciones de saturación de sustrato.

• Es la constante de velocidad de la etapa limitante (la más lenta) de la transformación del sustrato en producto.

• La etapa limitante es aquella cuya velocidad rige la velocidad de la reacción.

• Antes de explicar nuestro ejemplo vamos a ver uno más sencillo para entenderlo.

• Supongamos esta reacción, A es el sustrato inicial y E el producto.

• La constante de equilibrio es idéntica en todas las reacciones.

• AHORA Imaginemos que K1=k3=k4 pero que k2 es mucho menor.

• Cuando los sustratos fluyen a través de la secuencia de reacciones, el sustrato del enzima con Vmax más baja tendera a acumularse, haciendo que las reacciones posteriores se ciñan a esa velocidad.

Como vemos en nuestra relación

La velocidad limitante de la reacción es v = k2 [ES]

Si el enzima está saturado: [E] = [ES]

v = k2 [E], sabiendo que Kcat solo es útil cuando el enzima está saturado, es decir, cuando se alcanza la velocidad máxima:

Vmax = k2 [E] = Kcat [E]

Kcat = Vmax/[E]

Pero Kcat no es un parámetro adecuado, ya que solo es útil a [S] saturantes.

El parámetro adecuado es Kcat/Km

Constante de especificidad: Nos define la eficiencia, no el poder catalítico de la enzima. Se trata de una constante de velocidad de segundo orden aparente. Esta velocidad tiene una constante de proporcionalidad Kcat/Km que nos marca la eficiencia de los encuentros de E y S para dar productos. Una alta eficiencia implica un valor alto del cociente, y esto se puede conseguir, bien con una alta Kcat, bien con una Km baja.

Para concentraciones de sustrato mucho mayores que la Km, sabemos que la Kcat es igual a la K2, por lo tanto Vmax es Kcat [E]Por si no ha quedado claro lo voy a demostrar por la pendiente de la ecuación de Michaelis-MentenY=mx +n

V=VmaxKm+[S]*[S] V=K2*[ES]

K2*[ES]=VmaxKm+[S]*[S] Km despreciable

K2*[ES]=Vmax[S ] *[S] Tachamos [S],K2=Kcat

Kcat*[ES]=Vmax [S]-> [ES]=[E]totalKcat[E]=Vmax

Al estar el enzima saturado Kcat se vale por si solo, simplemente con multiplicarlo por la concentración de enzima (que conocemos) podemos hallar Vmax.

Para concentraciones de sustrato mucho menores a Km la velocidad es la constante de especificidad por[E][S] y queda demostrado de la siguiente manera

V=K2*[ES] [ES]=[E ] [S]Km

V=K2 [E ] [S ]Km

K2=Kcat

V=KcatKm

[E ][S ]

Al no estar el enzima saturado Kcat no es útil por si solo como ya habíamos dicho.Simplemente usando la constante de especifidad multiplicada por dos concentraciones que conocemos (La inicial de enzima y la de sustrato) obtenemos la

velocidad