Cinética Enzimática

CINÉTICA ENZIMÁTICA





Introducción


La cinética enzimática es la parte de la enzimología que se dedica al estudio de la velocidad a la que tienen lugar las reacciones catalizadas por enzimas. Uno de los objetivos principales de tal estudio es conseguir el conocimiento de su mecanismo de reacción, es decir, una descripción detallada de los diversos pasos de un proceso de reacción yla secuencia en que tienen lugar. La termodinámica nos indica si un proceso determinado puede tener lugar de forma espontánea, pero da muy poca información sobre la naturaleza, o incluso la existencia, de los pasos que la componen. La cinética enzimática es una rama de la cinética química y, como tal, participa en gran parte del mismo formalismo.



Velocidad de reacción

Para comprender loque significa la velocidad de reacción y la forma en que puede medirse, consideremos primero la reacción mas sencilla posible, la conversión irreversible de la sustancia A en la sustancia B

A ((( B

La flecha unidireccional significa aquí que la reacción inversa (B ( A) tiene lugar tan solo en un grado infinitesimal. El estado del equilibrio está muy desplazado hacia la derecha, es decirprácticamente todo B.
La velocidad de reacción se define como la disminución de la concentración de reactivo ó el aumento en la concentración de producto en la unidad de tiempo, o lo que es lo mismo, el número de moléculas de B que se forman en la unidad de tiempo

V = d[B]/ d[t] (1)

Lasunidades de V son moles por litro por segundo (mol/l) s-1. Si observamos que para cada molécula de B formada, debe desaparecer una molécula de A, es evidente que V podría escribirse también de la siguiente forma

V = d[A]/ d[t] (2)

La transformación de cada molécula de A en B es un fenómenoindependiente. Así pues, a medida que se consumen las moléculas de A, el número de moléculas que quedan para ser transformadas se reduce, y la velocidad de la reacción disminuye a medida que ésta se va produciendo. Matemáticamente, expresamos este hecho afirmando que la velocidad de reacción es proporcional a [A]

V = d[B]/ d[t] = - d[A]/ d[t] = K1[A](3)

La constante K1 se denomina constante de velocidad y para esta reacción tiene unidades de s-1. Esta constante proporciona una medida directa de la rapidez con la que se produce la reacción. Una K1 elevada indica que la reacción es rápida y una K1 baja indica que la reacción es lenta. Esta reacción se denomina reacción de primer orden ya que la velocidaddepende de la primera potencia de la concentración.
Si queremos demostrar que una reacción es de primer orden o deseamos medir la constante de velocidad, resulta más cómodo disponer de una ecuación que describa la manera en la que se modifica la concentración de A con el tiempo durante la reacción. Esta descripción puede obtenerse mediante la integración de la ecuación (3), que nos daln[A] = ln[A0] – K1t (4)


[A] /[A0] = e –K1t ó [A] = [A0] e –K1t (5)

en donde A0 es la concentración de partida, cuando t = 0. Esta última ecuación nos indica que la concentración de A disminuye de manera exponencial con eltiempo. Una característica de este descenso exponencial es la vida media (t1/2 ), también denominada tiempo medio o hemivida, que es el tiempo necesario para que se pierda la mitad de cualquier que quede. La vida media es inversamente proporcional a K1. Para comprobar si una reacción es realmente de primer orden, basta con realizar una gráfica de [A] frente a t, una línea recta confirma la ecuación...