Cinética Química Química-Física

Enzimas: mecanismo, cinética y regulación
Enzimas: mecanismo, cinética y regulación
➢ Concepto y clasificación
 Propiedades y características
 Clasificación de enzimas
 Velocidad y orden de reacción

➢ Mecanismo de acción de las enzimas





Energía de activación y velocidad de reacción
Sitio activo y energía de unión
Mecanismos de catálisis
Coenzimas y cofactores

➢Cinética enzimática
 Modelo de Michaelis-Menten
 Cinética mutisustrato
 Mecanismos de inhibición

➢ Regulación de la actividad enzimática
 Mecanismos generales de regulación
 Regulación alostérica y cooperatividad
 Regulación de rutas metabólicas

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Los trabajos de terceros
retienen su licencia original

2011 Enrique Castro

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Propiedades de los enzimasPropiedades de los enzimas
➢Proteínas
• Ribozimas son excepción

➢Catalizadores
• No alteran la posición del equilibrio (Keq, ΔG)

➢Eficacia
• Aceleran enormemente la velocidad de reacción

➢Especificidad
• Una única reacción
• Sin reacciones colaterales
• No absoluta: varios sustratos

Papaína: inespecífica
Tripsina: muy específica (R,K)
Trombina: absolutamente específica
(R ensecuencia definida)

➢Estereoselectivas
• Complementariedad 3D

2011 Enrique Castro

DHAP
Dihidroxiacetona-fosfato

GA3P
L-gliceraldehído-3-fosfato 2

Nomenclatura y clasificación de enzimas
Nomenclatura y clasificación de enzimas
➢Clases
•

➢Subclases
•

D-Glucosa + ATP

1: Oxidoreductasas

D-Glucosa-6-P + ADP

Hexoquinasa
ATP:glucosa fosfotransferasa
EC 2.7.1.1
2:Transferasa
7: Fosfotransferasa
1: grupo aceptor -OH
1: compuesto aceptor

• H: Deshidrogenasas
• O2 : Oxigenasas (mono-, di-)

2: Transferasas
• P: quinasas
• NH2: aminotransferasas
(transaminasas)
• Ac: acetil-transferasas

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Componentes adicionales: Cofactores
Componentes adicionales: Cofactores
➢Cofactor
• No proteico, termoestable, bajo Mrr
• Unidopermentemente
• Ión metálico esencial para catálisis

Covalente:
grupo prostético

Cofactores aportan
reactividad química especial

Holo-enzima =
apo-enzima + cofactor
Xantina oxidasa

➢Coenzima
• Molécula orgánica esencial para catálisis
• Unión transitoria: co-sustrato

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Curvas de progreso de reacción
Curvas de progreso de reacción
Keq
v = −

k1A

k-1

Constante
de velocidad

P

d [ A]
d [P]
=
= k 1⋅[ A] − k −1⋅[ P ]
dt
dt

Curva exponencial

Ecuación de velocidad

[ A]=[ A]0⋅e−kt

En el equilibrio
no hay más reacción neta: vA→P = vP→A

v eq = k 1⋅[ A]eq − k −1⋅[ P ]eq =0 ;

K eq =

k 1 [ P ]eq
=
k −1 [ A]eq

➢Velocidad inicial

v0

• Elimina dependencia de [P]

v0 = −

d [ A]0
d [ P ]0
=
= k1⋅[ A]0 − k −1⋅[ P ]0
dt
dt

[P]0=0

v0

v 0 = k 1⋅[ A]0

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Velocidad y orden de reacción
Velocidad y orden de reacción
➢Reacciones de orden 0

A

• No depende de [A]

k

P

v 0=

d [ P]
= k
dt

[k] = M·s-1

➢Reacciones de 1er orden (orden 1)
• Dependencia lineal de [A]

A
v0=
ln 

k

P

−d [ A]
=k⋅[ A]
dt

[k] = s-1

[ A]=−kt ; [ A]=[ A]0⋅e−kt
[ A]0

➢Reacciones de 2º orden (orden 2)
• Reacciones bimoleculares reales

A+B
2A

k
k

P
P

d[P]
= k⋅[ A][ B]
dt
d [P]
v 0=
= k⋅[ A]2
dt
v 0=

Pseudo 1er orden
[k] = M-1·s-1

• [B] constante (ej. Agua)

v 0=

d [ P]
=k [ B]⋅[ A]=k '⋅[ A]
dt
k ' =k [ B]

• Etapa limitante monomolecular

A+A
A*
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k
k'
k>>k'

A + A*P
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Enzimas: mecanismo, cinética y regulación
Enzimas: mecanismo, cinética y regulación
➢ Concepto y clasificación
 Propiedades y características
 Clasificación de enzimas
 Velocidad y orden de reacción

➢ Mecanismo de acción de las enzimas
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Energía de activación y velocidad de reacción
Sitio activo y energía de unión
Mecanismos de catálisis
Coenzimas y...