cinetica enzimatica
Páginas: 6 (1256 palabras)
Publicado: 5 de diciembre de 2013
PRÁCTICA # 6
TÍTULO: CINÉTICA ENZIMÁTICA
Introducción
Las reacciones metabólicas conforman un cuerpo de reacciones químicas que ocurren en condiciones muy particulares (temperatura, pH, concentración de reactantes y productos) y que son necesarias para que los seres vivos cumplan con sus funciones biológicas. Estas condiciones particulares en las que lasreacciones metabólicas deben darse son características de los organismos, órganos, tejidos o células, y en ausencia de un catalizador, no suelen permitir que se generen los productos a la velocidad requerida. Ciertas proteínas han evolucionado entonces como catalizadores biológicos cuya función es aumentar la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos. Es importante recordar que este aumentoen la velocidad de reacción se logra mediante la disminución de la energía de activación de los reactantes y que nada tiene que ver con el cambio de energía libre que ocurre al convertirse los reactantes en productos.
En términos simples, la relación entre la velocidad de la reacción y la concentración de sustrato (S, reactante) en una reacción catalizada por una enzima (E) está dada por laecuación de Michaelis y Menten de acuerdo al esquema siguiente:
k -1 k2
E + S ES → E + P k +1, k -1 y k2 : constantes de velocidad
k +1
v = Vmax[S]
Km + [S]
Donde, en condiciones de estado estable (velocidad de formación de ES = velocidad de descomposición de ES):
v = velocidad de reacción a una determinada concentración de sustrato
[S] =concentración de sustrato
Vmax = velocidad máxima alcanzable a la concentración de enzima dada
Km = constante de disociación aparente de ES = (k -1 + k2)/k +1
Los valores de Km y Vmax son útiles para caracterizar el funcionamiento de una enzima con un sustrato específico. El Km mantiene un relación inversa con la afinidad de la enzima por el sustrato, y si se conoce la concentración de laenzima ([E]), la Vmax permite el cálculo de la constante de catálisis de ésta (kcat = k2 = Vmax/[E]). La kcat es equivalente al número de reacciones que un sitio activo de la enzima cataliza por unidad de tiempo. El cociente kcat/Km toma en cuenta ambos parámetros para estimar la eficiencia catalítica de la enzima, entendida ésta como la frecuencia en que la enzima transformará el sustrato en productocada vez que se encuentre con él (a mayor kcat [mayor velocidad] y menor Km [mayor afinidad], mayor eficiencia).
En la práctica, los valores de Km y Vmax pueden estimarse a partir de gráficas de funciones derivadas de la ecuación de Michaelis y Menten. Una primera ecuación derivada es la de Lineweaver y Burk:
1/v = (Km/Vmax) . 1/[S] + 1/Vmax
Graficando la inversa de las velocidades dereacción que se obtienen experimentalmente (eje “y”) versus la inversa de las concentraciones de sustrato respectivas (eje “x”), se obtiene una recta cuya intersección con el eje “y” da la inversa de Vmax y cuya pendiente es equivalente a Km/Vmax.
Una ecuación derivada alternativa es la de Eadie y Hofstee:
v = - Km . (v/[S]) + Vmax
En este caso, graficando las velocidades de reacción quese obtienen experimentalmente (eje “y”) versus el cociente entre dicha velocidad y la concentración de sustrato correspondiente (eje “x”), se obtiene una recta cuya intersección con el eje “y” es directamente el valor de Vmax y cuya pendiente es - Km.
En esta práctica se hará la caracterización cinética de la pirazinamidasa de Mycobacterium tuberculosis. Esta enzima es expresada en cepassensibles a la pirazinamida, compuesto que se utiliza para el tratamiento de la tuberculosis y que es un análogo de la nicotinamida (vitamina B3). La pirazinamidasa pertenece a la familia de las hidrolasas y cataliza la hidrólisis de la pirazinamida para producir ácido pirazinoico (forma activa de la droga) y amonio, de acuerdo a la reacción siguiente:
Para hacer el estudio cinético de esta...
PRÁCTICA # 6
TÍTULO: CINÉTICA ENZIMÁTICA
Introducción
Las reacciones metabólicas conforman un cuerpo de reacciones químicas que ocurren en condiciones muy particulares (temperatura, pH, concentración de reactantes y productos) y que son necesarias para que los seres vivos cumplan con sus funciones biológicas. Estas condiciones particulares en las que lasreacciones metabólicas deben darse son características de los organismos, órganos, tejidos o células, y en ausencia de un catalizador, no suelen permitir que se generen los productos a la velocidad requerida. Ciertas proteínas han evolucionado entonces como catalizadores biológicos cuya función es aumentar la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos. Es importante recordar que este aumentoen la velocidad de reacción se logra mediante la disminución de la energía de activación de los reactantes y que nada tiene que ver con el cambio de energía libre que ocurre al convertirse los reactantes en productos.
En términos simples, la relación entre la velocidad de la reacción y la concentración de sustrato (S, reactante) en una reacción catalizada por una enzima (E) está dada por laecuación de Michaelis y Menten de acuerdo al esquema siguiente:
k -1 k2
E + S ES → E + P k +1, k -1 y k2 : constantes de velocidad
k +1
v = Vmax[S]
Km + [S]
Donde, en condiciones de estado estable (velocidad de formación de ES = velocidad de descomposición de ES):
v = velocidad de reacción a una determinada concentración de sustrato
[S] =concentración de sustrato
Vmax = velocidad máxima alcanzable a la concentración de enzima dada
Km = constante de disociación aparente de ES = (k -1 + k2)/k +1
Los valores de Km y Vmax son útiles para caracterizar el funcionamiento de una enzima con un sustrato específico. El Km mantiene un relación inversa con la afinidad de la enzima por el sustrato, y si se conoce la concentración de laenzima ([E]), la Vmax permite el cálculo de la constante de catálisis de ésta (kcat = k2 = Vmax/[E]). La kcat es equivalente al número de reacciones que un sitio activo de la enzima cataliza por unidad de tiempo. El cociente kcat/Km toma en cuenta ambos parámetros para estimar la eficiencia catalítica de la enzima, entendida ésta como la frecuencia en que la enzima transformará el sustrato en productocada vez que se encuentre con él (a mayor kcat [mayor velocidad] y menor Km [mayor afinidad], mayor eficiencia).
En la práctica, los valores de Km y Vmax pueden estimarse a partir de gráficas de funciones derivadas de la ecuación de Michaelis y Menten. Una primera ecuación derivada es la de Lineweaver y Burk:
1/v = (Km/Vmax) . 1/[S] + 1/Vmax
Graficando la inversa de las velocidades dereacción que se obtienen experimentalmente (eje “y”) versus la inversa de las concentraciones de sustrato respectivas (eje “x”), se obtiene una recta cuya intersección con el eje “y” da la inversa de Vmax y cuya pendiente es equivalente a Km/Vmax.
Una ecuación derivada alternativa es la de Eadie y Hofstee:
v = - Km . (v/[S]) + Vmax
En este caso, graficando las velocidades de reacción quese obtienen experimentalmente (eje “y”) versus el cociente entre dicha velocidad y la concentración de sustrato correspondiente (eje “x”), se obtiene una recta cuya intersección con el eje “y” es directamente el valor de Vmax y cuya pendiente es - Km.
En esta práctica se hará la caracterización cinética de la pirazinamidasa de Mycobacterium tuberculosis. Esta enzima es expresada en cepassensibles a la pirazinamida, compuesto que se utiliza para el tratamiento de la tuberculosis y que es un análogo de la nicotinamida (vitamina B3). La pirazinamidasa pertenece a la familia de las hidrolasas y cataliza la hidrólisis de la pirazinamida para producir ácido pirazinoico (forma activa de la droga) y amonio, de acuerdo a la reacción siguiente:
Para hacer el estudio cinético de esta...
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