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TRABAJO PRÁCTICO Nº 7: PROBLEMAS DE CINÉTICA ENZIMÁTICA


Los alumnos deben repasar todos los conceptos de cinética enzimática, tanto de las clases teóricas como de los prácticos de enzimología 1, 2 e isoenzimas. Asimismo, deben practicar la resolución de problemas. Los que se incluyen en esta guía son algunos ejemplos resueltos que se discutirán en clase práctica, pero se sugiere laresolución de los otros problemas propuestos en la guía y la interpretación de los gráficos resultantes de los prácticos anteriores.
Traer calculadora, papel milimetrado y otros elementos necesarios la resolución de problemas.

Problema 1:

1- Un sustrato S se transforma por una enzima, y la velocidad de desaparición se mide cada 30 seg. durante 3 min. Se preparó en tubos de ensayo una serie de seistubos con 1.5 µg de enzima (peso mol 30,000) añadiéndose un mismo volumen de disolución de sustrato a distintas concentraciones. Los resultados están resumidos en la tabla. ¿Cuáles son las velocidades iniciales para cada tubo con distinta concentración de sustrato?

Tiempo (min) Sustrato transformado (µmol)

0S
1S
2S
3S
4S
5S
0.5
0.00.49
0.71
1.10
1.36
1.45
1
0.1
1.05
1.52
2.24
2.74
3.00
1.5
0.2
1.66
2.36
3.48
-
-
2.0
0.3
2.23
3.18
-
-
-
2.5
0.4
2.81
4.00
-
-
-
3
0.5
3.40
-
-
-
-
Conc. Inicial
(µmoles ml-1)
0.0
2.32
4.55
12.66
38.50
200.00

Solución: Paso 1. Corregir cada lectura sustrayendo el cambio aparente en la disolución testigo (0S) en el tiempo correspondiente.


1S2S
3S
4S
5S

0.49
0.71
1.1
1.36
1.45

0.95
1.42
2.14
2.64
2.90

1.46
2.16
3.28
-
-

1.93
2.88
-
-
-

2.41
3.6
-
-
-

2.9
-
-
-
-

Paso 2. Representar moles de sustrato transformado para cada concentración frente al tiempo (Figura). Trazar la mejor recta para cada serie de puntos.



De esta figura determinar la velocidad de sustrato transformado porminuto para cada concentración de sustrato en el tramo lineal de cada curva. Estos valores serán las pendientes de las porciones lineales y serán también las velocidades iniciales.

[1S] 2.32 x 10-3 M
1V= 0.95 µmol min-1
[2S] 4.55 x 10-3 M
2V= 1.44 µmol min-1
[3S] 12.66 x 10-3 M
3V= 2.31 µmol min-1
[4S] 38.50 x 10-3 M
4V= 2.64 µmol min-1
[5S] 200.00 x 10-3 M
5V=2.90 µmol min-1

Estos valores se representan unos frente a otros







Problema 2:

v0 = Vmáx [S]
Km + [S]


Utilizando la ecuación de Micaelis-Menten, calcular el cambio en la [S] necesaria para aumentar la velocidad de una reacción del 10 al 90 % de la velocidad máxima.

SOLUCIÓN
Poniendo v0 = 0,1 Vmáx

Entonces [S] = 0,1Km + [S]

[S] = (Km + [S]) . 0,1

[S] = 0,1 Km + 0,1 [S]

[S] - 0,1 [S] = 0,1 Km

0,9 [S] = 0,1 Km

9 [S] = Km


Es decir, [S] = Km / 9


Poniendo v0 = 0,9 Vmax encontramos que [S] = 9 Km,

entonces [S]90% = 9 Km = 81[S]10% Km/9

Es decir, se debe aumentar la [S] 81 veces.

Problema 3:
Las velocidades iniciales a varias concentraciones de sustrato para una reacción catalizada por una enzima hipotética son:
[S] (moles/l) V (µmoles/min)
5x10-2 0.25
5x10-3 0.25
5x10-40.25
5x10-5 0.20
5x10-6 0.071
5x10-7 0.0096

a) ¿Cuál es la velocidad máxima para esta reacción?
b) ¿Por qué la velocidad inicial permanece constante a una [S] mayor de 5x10-4 M
c) ¿Cuál es la concentración de enzima libre para una [S] de 5x10-4 M?
d) ¿Cuál es la Km de la...