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CINETICA ENZIMATICACINETICA ENZIMATICA

La cintica enzimticaestudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimasLa velocidad de una reaccin catalizada por un enzima puede medirse con relativa facilidad, ya que en muchos casosno es necesario purificar o aislar el enzima.El estudio de la cintica y de la dinmica qumica de una enzima permite explicar los detalles de su mecanismo cataltico, su papel en el metabolismo, cmo es controlada su actividad en la clula y cmo puede ser inhibida su actividad por frmacos o venenos o potenciada por otro tipo de molculas

Cintica de Michaelis - MentenSi la velocidad inicial de la reaccin se mide a una determinada concentracin de sustrato (representado como [S]), la velocidad de la reaccin (representado como V) aumenta linealmente con el aumento de la [S], como se puede ver en la figura

Cintica Michaelis-Menten

Inducen una nueva constante: Km (Constante de Michaelis)

Ecuacin de Michaelis-Menten:

DondeVmax= velocidad mximaKm= constante de Michaelis[S]= concentracin del sustratoKm=K-1 + K2 K1 Cintica Michaelis-Menten

Representa la Ecuacin de Michaelis-Menten

Km (Constante de Michaelis): mide la concentracin del sustrato a la que la enzima tiene la mitad de la velocidad mxima (Vmx/2)

Vmx: Se alcanza cuando todos los centros catalticos de la enzima se encuentran ocupados por sustratoEfecto de la [S]Km y Vmax se determina midiendo las velocidades iniciales de reaccin a varias [S]

Unidades Internacionales (UI): Cantidad de enzima necesaria para producir 1 mol de producto/minuto

Nueva Unidad: KatalCantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato/segundo (6 x 107 UI)

Grado de Pureza: Actividad Especfica. Nmero de UI en 1 mg de protenaUnidades de actividad enzimticaDEDUCCION DE LA ECUACION DE MICHAELIS MENTEN.Para llegar a la descripcin de la actividad enzimtica en funcin de la concentracin de sustrato descrita por Michaelis-Menten se tuvieron que realizar algunas consideraciones, debido a que existen varios pasos intermedios de la reaccin, todos reversibles y a que la velocidad de formacin de cada una de las especies involucradas depende no solo de su concentracin sino tambin de las constantes de velocidad (k1, k-1, k2, k-2, kp, k-p) y que se encuentran en la siguiente reaccin.

Las simplificaciones y suposiciones para obtener la curva matemtica que mejor se ajusta a los datos experimentales fueron las siguientes:

Suponer que hay un complejo central (ES), esto es que ES se rompe directamente en E + P.

Simplificndose la reaccin a dos pasos:

Paso 1. Formacin de ES que depende de:A) La velocidad de formacin v1=k1[S] [E]B) La velocidad de disociacin v-1=k-1[ES]

Paso 2. Formacin de productos que depende de:

A) La velocidad de formacin vp=kp[ES] B) La velocidad de disociacin v-p=k-p[E] [P]

CALCULO Y SENTIDO DE LA CONSTANTE Vmax y KmPara determinar grficamente los valores de KM y Vmax es ms sencillo utilizar la representacin doble recproca (1/v0 frente a 1/[S]0), ya que es una lnea recta. Esta representacin doble recproca recibe el nombre de representacin de Lineweaver-Burk Es una recta en la cual:

La pendiente es Km/Vmax.La abscisa en el origen (1/v0 = 0) es -1/Km.La ordenada en el origen (1/[S]0 = 0) es 1/Vmax.

De esta forma, a partir de los datos experimentales se puede calcular grficamente, los valores de KM y Vmax de un enzima para diversos sustratos.

11REPRESENTACION DE LINEWEAVER-BURO.Su utilidad consiste en que el recproco de la cintica de Michaelis-Menten es fcilmente representable y que de l emanan mucha informacin de inters.

CUYO RECIPROCO ES:Donde V es la velocidad de reaccin, Km es la constante de Michaelis-Menten, Vmax es la velocidad mxima, y [S] es la concentracin de sustrato.

La representacin grfica de Lineweaver-Burk permite identificar el Km y Vmax; el punto de corte con el eje de ordenadas es el equivalente a la inversa de Vmax, y el de abscisas es el valor de -1/Km.FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DE LA REACCINConcentracin del sustrato

Temperatura

15pH

INHIBIDORES ENZIMTICOS

INHIBICION COMPETITIVAPuede combinarse tanto con la enzima libre como con el complejo enzima-sustrato, sin afectar al sitio activo de la enzima.Al no unirse el inhibidor al sitio activo, no se afecta la afinidad de la enzima por el sustrato y en este caso la km no se altera y la vmax disminuyeINHIBICION NO COMPETITIVA

Reacciona con la enzima en un punto distinto al centro activo, pero slo en el caso de que sta est unida al sustrato formando el complejo ES; de esta forma impide que la enzima desarrolle su actividad catalticaTanto la vmax como la km se alteran en la misma proporcin

INHIBICION ACOMPETITIVARegulacin de la actividad enzimticaUn aumento de la concentracin del sustrato induce un aumento de la velocidad de la reaccion, que tiende a devolver la concentracion del sustrato a su nivel normal.SITIOS DE UNION ALOSTRICOSLas enzima alostricas son enzimas que presentan dos centros distintos a los que pueden unirse las moleculas reguladoras:

El centro activo, en donde se une el sustrato cuya reaccion cataliza la enzimaEl centro alosterico, en donde se pueden unir sustancias, que pueden activar o inhibir la actividad enzimticaLos efectores o modificadores que inhiben EFECTORES NEGATIVOS

Los efectores que aumentan la actividad enzimtica EFECTORES POSITIVOSFavorece la unionImpide la union del sustratoEstimuladas o inhibidas por un efector diferente del sustratoEstimuladas o inhibidas por el sustrato, estas tienen dos o ms sitios de unin para el sustrato

MODIFICACION COVALENTEEste es el mtodo ms frecuente, mediante la adicin o la extraccin de grupos FOSFATO de residuos de serina, treonina o tirosina especficos de la enzima.

La fosforilacin de la protena se reconoce como una de las vas principales por medio de las cuales se regulan los procesos celulares.Elementos de la reaccinEl enzima no fosforilado es inactivoEl enzima fosforilado es activo