Ingeniería Enzimática Inhibición enzimática -...

Planta Piloto de FermentacionesDepartamento de Biotecnología

Ingeniería EnzimáticaInhibición enzimática

Sergio Huerta OchoaUAM-Iztapalapa


Este tipo de inhibición se produce a niveles elevados de sustrato en el que el sustrato se enlaza a un segundo sitio no-activo de la enzima


Inhibición por substrato(Consideración de equilibrio rápido)

E + S ESk cat

E + P

[ ] [ ] [ ]+[ΕS2]ESEEt

+=

[ ]ESkv cat=

[ ][ ]

[ ] [ ]ESE

ESk

E

v cat

t +=

[ ][ ][ ]ES

SEK

S= ,

[ ]

[ ][ ]

[ ] [ ]E

EK

Sk

E

v

[ ]EK

S

S

S

cat

t +=

[ ]SK

[ ]S

V

v

Smax+

=

1. Reacciones involucradas

2. Balance de masa

3. Velocidad limitante

4. Dividir por [E] t

5. Expresiones de equilibrio

6. Sustituir en términos de [E]

7. Donde Vmax = kcat [E] t

+S

ES2

KS

K I

+ [ES2]

[ ][ ][ ]ES2

SESK

I=

[ ]EK

S

S

+ [ ]2

[ ]2S+KI

KI


Inhibición por substrato

0.0000

5.0000

10.0000

15.0000

20.0000

25.0000

0.00E+00 2.00E+06 4.00E+06 6.00E+06

[S] nM

V n

mol

/l*m

in

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.00E+00 5.00E-06 1.00E-05 1.50E-05

1/[S]

1/v

[ ] [ ]SKVVSV

K

v I

M

maxmaxmax

1111 ++=

-1/KM

1/Vmax

KM/Vmax

1/V

1/[S][ ] iM KKS =max

[ ][ ] [ ]

iM K

SSK

SVv

2max

++=

[ ] maxmax

111

VSV

K

vM +=

KI se calcula de:

[S]max


Los inhibidores de enzimas son importantes por varias razones

Inhibición enzimática

1) Pueden ser usados para obtener información acerca de la forma del sitio activo de la enzima y los residuos de amino ácidos en el sitio activo

2) Pueden ser usados para obtener información acerca del mecanismo químico3) Pueden ser usados para obtener información acerca de la regulación o control

de una vía metabólica4) Pueden ser muy importantes en el diseño de medicamentos


Sistemas de inhibición simple

• Inhibición competitiva

• inhibición no competitiva

• Inhibición acompetitiva


ES

KS k p

E

SP

EI

I

K i E + SKS

ESk p

E + P+I

K i

EI

Modelo de inhibición competitiva

[ ][ ] [ ]SK

IK

S

V

v

i

S

max +

+

=1

Consideración de equilibrio rápido

EE


1/[S]

1/v0

-1/KM

1/Vmax

Incremento de[I]

Inhibición competitiva

[I]-K I

Pend.

KM aumentaVmax no cambia


K i

S

E+P

K i

KS

KS

I

E ES

ESIEI

Modelo de inhibición no competitiva

E + S ES E+PKS

EI + S ESIKS

+I

K i K i

+I [ ]

[ ][ ]SK

S

K

I

V

v

S

i

max +=

+1



1/[S]

1/v0

-1/KM

Inhibición no competitiva

Incremento de[I]

1/Vmax

[I]-K I

Inter.

KM no cambiaVmax disminuye


Modelo de inhibición acompetitiva

E + S

K i

E + P

E S ES

ESI

+

I+

KS

ES E + P

ESI

K i

KS

kcat

kcat

[ ]

[ ]

[ ][ ]S

K

I

K

S

K

I

V

v

i

m

i

max +

+

=

+ 11



1/[S]

1/v0

Incremento de[I]

-1/KM

1/Vmax

Inhibición acompetitiva

[I]-K I

Inter.

KM disminuyeVmax disminuye


K i

S

E+P

K i*

KS

I

E ES

ESIEI

Modelo de inhibición mixta

E + S ES E+PKS

EI ESI

+I

K i K i*

+I


[ ][ ]

[ ]

[ ][ ]S

K

I

K

I

K

S

K

I

V

v

I

IS

I

+

+

+

+

=

*

*

max

1

1

1

kcat

kcat


1/[S]

1/v0

-1/KM

Incremento de[I]

1/Vmax

[I]-K I

Inter.

KM aumentaVmax disminuye

Inhibición mixta

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