Cinetica

Cinética de Michaelis - Menten.
Las reacciones enzimáticas se caracterizan porque aunque se aumente la concentración de sustrato la velocidad no aumenta linealmente, aparece un efecto de saturación. La saturación se debe a que todos los centros activos están ocupados. La velocidad depende de la cantidad de enzima con sustrato suficiente. Consideraremos sólo la velocidad inicial de las reaccionespara cada concentración de sustrato cuando se construya una gráfica, evitando el error introducido por el deterioro del enzima. Como en el primer momento no hay producto no consideraremos la reacción contraria.
[pic]
La velocidad depende de una constante de velocidad K y de su inversa:
K1 K2
E + S « ES « E + P
K-1 K-2
El paso limitante en la velocidad es K2, por lo tanto la expresión de lavelocidad será:
v = K2.[S]
Donde K2 también recibe el nombre de K CAT. La concentración de enzima será mucho menor que la de sustrato porque no se consume.
Los enzimas que siguen esta cinética se dice que siguen la cinética de Michaelis - Menten.
Al aumentar la concentración de enzima la gráfica es igual pero por arriba.
Ecuación de velocidad de Michaelis - Menten.
La concentración desustrato libre será prácticamente la concentración inicial porque la cantidad de enzima es muy pequeña. Haremos las siguientes consideraciones:
- S0 = [S] + [SE] donde [SE] puede despreciarse.
- ET = [E] + [ES]
- [E] ≠ ET
- La velocidad de transformación de sustrato en producto está limitada por K2
v0 = K CAT*[ES]
- Hipótesis del estado estacionario: como la concentración de enzima es muy pequeñay la concentración de sustrato muy grande en el primer momento se llega a una concentración de complejo enzima - sustrato que es constante para toda la reacción.
[pic]
- El enzima siempre tiene moléculas de sustrato en su centro activo de manera que la concentración de enzima - sustrato será prácticamente constante por lo que :
velocidad de formación = velocidad de descomposición
K1.[E].[ES] =K-1.[ES] + K CAT.[ES]
[ES.(K + K CAT)]
[pic]
A la relación entre constantes se le denomina constante de Michaelis - Menten:
Km = (K-1 + K cat)/K1
En lugar de ponerlo en función de enzima libre lo ponemos en función de complejo enzima - sustrato:
[pic]
KM.[ES] = [E] - [S] - [ES].[S] Þ [ES](KM + [S]) = [E] + [S]
v0 = K cat.[ES] = K cat.[ET].[S]/(Km + [S]) = considerando que [ES] = [ET] Þ Kcat = [ET] = V
Esto es válido para cuando todo el enzima esté formando complejo enzima - sustrato y si el enzima sigue la cinética de Michaelis - Menten.
v0 = V.[S]/(Km + [S])
- Si la concentración de sustrato es muy pequeña podemos despreciarla en el denominador.
v0 = V.[S]/Km
La velocidad crece proporcionalmente a la concentración de sustrato, es de orden 1 respecto a el sustrato.
- Si laconcentración de sustrato es grande, Km es despreciable:
V = v0
La velocidad es independiente respecto a la concentración de sustrato. Es lo que ocurre en el tramo final de la gráfica que tiende asintóticamente a V. Es la ecuación de una hipérbola.
El enzima presenta saturación de velocidad respecto a la concentración de sustrato. El enzima no seguirá la cinética de Michaelis - Menten si tienecooperatividad en la unión del sustrato por lo que la curva será sigmoidea. La V será igual y la saturación dependerá e la concentración de enzima. La saturación se alcanza para determinada concentración de enzima, si la concentración de enzima es el doble la velocidad será el doble. La velocidad y υ son dos formas de expresar la actividad de una proteína.

Significado de los parámetros.

Km:Relación entre las constantes cinéticas. Caracteriza la interacción del enzima con su sustrato, aunque no depende de sus concentraciones. El valor fisiológico de Km va desde 10-1 hasta 10-7 M. Tiene unidades de concentración. Se puede calcular gráficamente su valor:
v0 = V/2 = V.[S]/(Km + [S]) ® Km = [S]
[pic]
Km tiene el mismo valor que la concentración de sustrato.
Se suele relacionar con...