Cinetica Enzimatica

Por definición la CINÉTICA ENZIMÁTICA es el estudio de los factores que afectan
la rapidez de las reacciones enzimáticas; por tanto para realizar cualquier estudio
cinético, es indispensable disponer de adecuados sistemas de medición de la
rapidez de reacción. Usualmente la rapidez de reacción se estima a partir de las
llamadas curvas de progreso, ya sea para la desaparición del sustrato opara la
aparición del producto.
Para una reacción del tipo:
K1

A

P

la rapidez de desaparición estará dada por:
-dA = - K A
v0 =
1
dt
Si [Ao] indica la concentración inicial de sustrato, la concentración de sustrato en
cualquier momento [A], se puede obtener a partir de la ecuación integrada:
A = Ao e -K1t
en la siguiente tabla se muestra la desaparición de A en función deltiempo.
t

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

[A]
100,0
40,7
16,5
6,7
2,7
1,1
0,5
0,2
0,1
0,0

[P]
0.0
59,3
83,5
93,3
97,3
98,9
99.5
99,8
99.9
100,0

La gráfica correspondiente a los datos anteriores es la siguiente:

Curva de progreso apara la aparición de producto y la desaparición de sustrato.

A menudo es imposible determinar la rapidez de reacción mediante evaluacióndirecta del producto en presencia del sustrato, debido a la semejanza des sus
propiedades fisicoquímicas y por ello es necesario recurrir a las llamadas
reacciones acopladas, en donde el producto de una reacción es el sustrato de la
otra, como se muestra en el siguiente modelo
K1
K2

A

P

Q

Para el anterior modelo las concentraciones de los tres componentes en un
momento dado son:A = A e -K1t
0

P=

A 0 K1
K2-K1

Q = A0

e -K1t e -K2t

-K t
-K t
1
K2e 1 K1e 2
K1-K2

La siguiente gráfica muestra la curva de progreso para cada uno de los tres
componentes del sistema.

Curva de progreso para la reacción acoplada A –> P –> Q, con constantes de rapidez K1 y K2.

DETERMINACIÓN DE LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS
Cuando se necesita determinar la actividad deuna enzima es necesario tener en
cuenta que:
• La rapidez de reacción es directamente proporcional a la concentración de
enzima.
• Para determinar la actividad de la enzima es necesario medir la cantidad de
sustrato transformado o la cantidad de producto formado en función del tiempo,
por tanto, el sustrato y el producto deben poseer propiedades suficientemente
diferentes puesto que muyseguramente los dos compuestos estarán presente en
el momento de la medición.
• En muchos casos la dificultad de medición del producto en presencia del
sustrato o viceversa se puede emplear mediante el uso de reacciones acopladas
indicadoras.
• La mayoría de reacciones indicadoras utiliza como sustrato las formas
oxidadas o reducidas del NAD o del NADP.
• Para cada ensayo deben definirse muyclaramente las condiciones
experimentales: temperatura, pH, fuerza iónica, composición del medio de
reacción etc.
• La concentración de sustrato influye grandemente sobre la rapidez de
reacción enzimática, y por ende en la determinación de la actividad de la enzima
como se muestra en la siguiente gráfica:

Zonas de influencia de la concentración de sustrato en la rapidez inicial de unareacción enzimática

Hay tres zonas muy diferentes de comportamiento; una (Z-1), en donde la rapidez
es directamente proporcional a la concentración de sustrato; otra (Z-2) donde la
rapidez también depende de la concentración de sustrato pero no en forma
directamente proporcional y una tercera (Z-3), donde la rapidez de reacción tiende
a hacerse independiente de la concentración de sustrato.
Elconocimiento de la ecuación de Michaelis es de especial importancia para
establecer las condiciones en las cuales se debe hacer la medición de actividad de
las enzimas. La rapidez de reacción esta dada por:

V0 =

K3 . Et .[ A ]
Ka + [ A ]

si se considera la influencia de la concentración de sustrato en función de su
relación con la constante de Michaelis, en la zona Z-1:
Si : (A<...