Cinetica Enzimatica I 2015

Catalizadores Biológicos
Mauricio Baez

Repaso de conceptos de equilibrio, cinética química y catalizadores
Caracterización cinética de enzimas. Ecuación de Michaelis Mentem.
Relación estructura y función, concepto de sitio activo. Ejemplos
(fosfofructoquinasa).
Mecanismo general de catalisis
Efecto de temperatura y pH
Tipos de catálisis enzimática, mecanismos de reacción.
Mecanismos deinhibición e inactivación de enzimas.

Seminario 1
Seminario 2

Fármacos como inhibidores de la actividad enzimática.
Regulaciòn Alosterica.
Mediciones de actividad enzimática. Unidades de actividad enzimática,
actividad especifica.

Todas las reacciones químicas están limitadas por una barrera de energía libre
(energía de activación). Las enzimas disminuyen estas barreras y también cambian el
mecanismo.Resultado: incremento de la velocidad de la reacción.

Energía, (energía libre)

ŧ

¿Diferencia de energía libre entre A y B?. Como
podemos calcularla? (Respuesta: Keq equilibrio)

¿A que corresponde la altura de las barreras? La altura de las
barreras corresponde a la energía requerida para que las
moléculas sufran un cambio químico (ΔGŧ). Según la teoría de
estado de transición, (ΔGŧ) puede serrepresentada por una
frecuencia o constante “k”. Noten las unidades de k (s-1)

A

B
frecuencia
coordenada
de reacción

Define el limite de velocidad máximo
para una reacción que involucre
formación de enlaces covalentes ΔGŧ = 0)
.

∆G°=-2 kcal/mol

A

B

∆G°=-2 kcal/mol

A

ŧ

B

ŧ

0.1 M
0.1 M

∆G°=-2 kcal/mol
0.28 M

0.001 M

M1

Sin catalizador
A
B

A

B

∆G°=-2 kcal/mol

ŧ
0.28 M

0.1
0.1M

0.28

Diapositiva 5
M1

Aca debemos hacer una definiciones de leguaje.
Mauricio; 28/03/2015

+ Catalizador

ŧ

0.1 M

0.1 M

ŧ

∆G°=-2 kcal/mol
0.01 M

∆G°=-2 kcal/mo
0.01 M

M1

Con Catalizador
A
B

A

0. 28M

0.1 M

 Tanto la enzima como el
catalizador
aceleran
la
velocidad de una reacción
química.
 Una enzima puede transformar
1000 moléculas de sustrato/
segundo
 Las
enzimas
tienenpropiedades
que
catalizadores NO tienen
 Especificidad por el sustrato
 Se inactivan por desnaturación
 Pueden ser reguladas

3
los

Diapositiva 7
M1

Aca debemos hacer una definiciones de leguaje.
Mauricio; 28/03/2015

Fijación de nitrógeno: N2 -> NH+4
Reducción industrial: Reacción de Haber

‡

200 ATM, 450 °C
237
kJ/mol

-10.5 kJ/mol

N2 + 3H2
2NH3

Reducción biológica: Complejo nitrogenasaLas enzimas son proteínas
 Catalizan reacciones químicas necesarias
para la sobrevivencia celular
 Sin las enzimas los procesos biológicos
serían tan lentos que las células no podrían
existir.
 Las enzimas pueden actuar dentro de la
célula , fuera de ésta, y en el tubo de
ensayo.

E + S ESEP  E + P
E

E

E

E

Enzima Peroxidasa (catalasa
2 H 20 2
2H20

02

Cuales son sus
propiedadescinéticas.

¿Podemos alterar
su velocidad?
¿Como lo hace?

Mecanismo

Aumento
velocidad

formación
de oxigeno
(espuma)

Cinética enzimática

Enzima Peroxidasa (catalasa)
2H20 + 02
concentración

2 H 20 2

+ enzima
[H202]

[02]

d 0 2 
v
dt
Sin enzima

Sin catalasa
Con calasa

Tiempo

Velocidad
(cm/segundos)

Caracterización cinética de la catalasa en
función de la concentración de su sustrato

Comose llama la curva?: Curva de saturación
por sustrato o cinética de Michaelis-Menten.
¿Que significa esta dependencia de la
velocidad en función de la concentración de
sustrato?
Concentración, mM

Velocidad
de aparición de
espuma (02)

H202

1 cm/seg

1 mM

4 cm/seg 16cm/seg 20cm/seg

2 mM

4 mM

6 mM

22 cm/seg 23 cm/seg

8 mM

10 mM

Leonor Michaelis

Moud menten

+

Michaelis L and Menten M L1913
Kinetik der Invertinwirkung;
Biochem. Z. 49 333–369
Objetivo: Buscar un modelo
cinético que permita
caracterizar el
comportamiento de una
enzima relacionando la
velocidad de aparición de
producto (la podemos medir)
con la concentración de
sustrato (la podemos
controlar).

Vmax  [ S ]
v
[S ]  K M

Modelo cinético mas simple que explica la cinética
enzimática que permite caracterizar...