15COOPERATIVIDAD

“COOPERATIVIDAD”
ENZIMOLOGIA APLICADA
NOVENO SEMESTRE
ORIENTACION ALIMENTOS
FACULTAD DE QUIMICO-FARMACOBIOLOGIA
U.M.S.N.H.
PRESENTA
D.C. CONSUELO DE JESUS CORTES PENAGOS
SEPTIEMBRE 2013

Cooperatividad: ecuacion de Hill
• La concentración de sustrato puede
influir en la velocidad de reacción de las
enzimas reguladoras,dando lugar a la
mencionada cinética sigmoidea.

Cooperatividad: ecuaciónde Hill
• El efecto cooperativo se atribuye a que
la enzima presenta varios centros
activos – uno por cada monómero – ya
que puede adoptar dos conformaciones
espaciales distintas; la forma R
(relajada), más activa, y la forma T
(tensa), menos activa, en equililbrio
dinámico.

Cooperatividad: ecuación de Hill
• La presencia del sustrato puede desplazar el
equilibrio, favoreciendo la adopción deuna
de ellas,

Cooperatividad: ecuacion de Hill
Explicación del efecto cooperativo
respecto al sustrato en una enzima
regulador de naturaleza dimérica.
En este caso el sustrato desplaza el
equilibrio hacia la forma R
(cooperatividad positiva).

Cooperatividad: ecuación de Hill
La ecuación simplificada de Hill explica
matemáticamente la cinética sigmoidea, al
suponer la capacidad preferente de laenzima para unirse simultáneamente a n
moléculas de sustrato, según la ecuación:
E+nS

ESn

E + Productos

Cooperatividad: ecuación de Hill
Análogamente a la deducción de la ecuación de
Michaelis, se llega ala expresión:

v = Vm

[S]n____
Kn0.5 + [S]n

El sentido químico de K0.5 – análogo al descrito para
Km – es el de aquella concentración de sustrato que
permite a la enzima trabajar a velocidadmitad de la
máxima.

Cooperatividad: ecuación de Hill
Operando matemáticamente con la ecuación
anterior, se llega con facilidad a la siguiente
expresión:
v

=

Vm - v

[S] _

n

K0.5

Al aplicar logaritmos a la ecuación anterior, se
obtiene la ecuación de una recta en la que n es su
pendiente.

Cooperatividad: ecuación de Hill
log

v

= n log [S] - n log K0.5

Vm - v

A n se le denominacoeficiente de Hill.
Si su valor es uno, no existe cooperatividad; si es
mayor que uno, hay cooperatividad positiva; y si
es menor que uno, la cooperatividad es negativa.
Sus valores habituales en los enzimas reguladores
oscilan entre 2 y 3.

La enzima aspartato transcarbamilasa (ATCasa) de E. Coli transforma el

aspartato en carbamilaspartato, siguiendo una cinetica no michaeliana,
respecto al Asp.

Asp(mM)

Vel. (nm/min)

1

0.15

2

1.11

3

2.97

4

5.00

5

6.61

6

7.71

8

8.89

10

9.41

12

9.64

Los datos de un ensayo hipotetico se muestran enseguida.

Determinar los valores de Vm y K0.5 en las
representaciones directa y doble reciproca,
calcular el coeficiente de Hill de esta enzima
compleja.
• Necesitamos para doble reciproca:
1/v , 1/S, deducimos Vm y K0.5
• Para la representacionde Hill requerimos:
Log S, log v_____
Vm - v

v

1/v

Vm

1/ K0.5

K0.5

S
log

1/S

v___

Vm - v

tg = n
log [S]

Efectores alostéricos
• Las enzimas reguladoras modifican su
actividad catalítica al fijar determinados
ligandos sobre el centro activo: sustrato
natural, sustratos análogos, inhibidores
competitivos,...
• Estos ligandos se podrían denominar
“ligandos homotrópicos”

Efectoresalostéricos
• Con frecuencia los ligandos u otros
compuestos pueden fijarse a centros
diferentes del “centro catalítico”, llamados
“centros alostéricos” (alostérico significa
“en otro lugar”).
• Estos ligandos serán “heterotrópicos” y
también son capaces de modificar la
actividad catalítica de las enzimas
reguladoras.

Efectores alostéricos
• Los “inhibidores alostéricos” disminuyen o
anulan laactividad catalítica de la enzima.
• Los “activadores alostéricos” la aumentan.
• En realidad es más fácil inhibir que activar,
y por ello se considera que la mayoría de
los activadores son, en realidad, eliminación
de inhibiciones previas que tenía la enzima.

Efectores alostéricos
• La activación o inhibición puede afectar a
diversos parámetros de la cinética
enzimática.
• Entre los modelos...