Enzimas

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

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TEMA 10.
REACCIONES ENZIMÁTICAS

OCW © Rubén López Fonseca – Departamento de Ingeniería Química – Universidad del País Vasco/EHU

FUNDAMENTOS DE LAS
REACCIONES ENZIMÁTICAS

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

Enzimas: proteínas de elevado peso molecular (104-106 g mol-1)
sintetizados por los organismos vivos

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Son capaces de catalizar reaccionesbioquímicas/biológicas
Elevadas velocidades de reacción 10-10.000 moléculas enz-1 s-1)
Elevada selectividades ∼ 100% (controlan la formación de
productos no deseados)
Catalizadores efectivos a concentraciones bajas (10-5-10-10 mol l-1)
Son sintetizadas in vitro o extraídas de su fuente biológica

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FUNDAMENTOS DELAS
REACCIONES ENZIMÁTICAS

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

Se nombran en términos de la reacción que catalizan. Se añade el
sufijo –asa al nombre del sustrato sobre el que la enzima actúa
(ureasa) o al nombre del tipo de reacción que cataliza (hidrolasa))

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Oxireductasas

catalizan reacciones redox

Transferasas

transfieren grupos funcionales

Hidrolasas

catalizan reacciones de hidrólisisLiasas

rompen enlaces C-O, C-C y C-N

Isomerasas

reagrupan grupos funcionales

Ligasas

juntan dos moléculas

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FUNDAMENTOS DE LAS
REACCIONES ENZIMÁTICAS

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

Funcionan en condiciones suaves de temperatura (25-70 ºC) y pH (4-9)

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En condiciones severas puedendesnaturalizarse (alteración o
modificación de los centros activos)
Difícil y cara separación del producto ⇒ heterogeneización del proceso
Tipos de especificidades enzimáticas
De acción ⇒ cada enzima sólo puede llevar a cabo un tipo de
transformación química
De sustrato
Absolutamente específicos ⇒ Sólo reaccionan con un único substrato
Específicos funcionales ⇒ Actúan sobre moléculas similares que tienen elmismo grupo funcional
Específicos de enlace ⇒ Transforman un tipo específico de enlaces
Específicos estereoquímicos ⇒ Distinguen entre isómeros ópticos (D ó L)
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MECANISMO DE LAS
REACCIONES ENZIMÁTICAS
En una reacción catalizada por un enzima:

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

1. La sustancia sobre laque actúa el enzima se llama sustrato
2. El sustrato se une a una región concreta del enzima, llamada
centro activo
3. Se forman los productos y el enzima ya puede comenzar un nuevo
ciclo de reacción

Enzima + Sustrato

Enzima-Sustrato

Producto + Enzima
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Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

TIPOS DEREACCIONES ENZIMÁTICAS
I.

ENZIMA SOLUBLE – SUSTRATO SOLUBLE
CATÁLISIS ENZIMÁTICA HOMOGÉNEA

II.

ENZIMA INSOLUBLE – SUSTRATO SOLUBLE
CATÁLISIS ENZIMÁTICA HETEROGÉNEA
(unión de grupos enzimáticos a superficies sólidas)

Cinética de
Reacciones
Biológicas

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Orden cero
independiente de la concentración de sustrato
Orden uno
directamente proporcional a la concentración de sustrato
Combinación de ambasecuación de Michaelis-Menten

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CINÉTICA ENZIMÁTICA HOMOGÉNEA
CINÉTICA DE MICHAELIS MENTEN

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

Las reacciones enzimáticas pueden considerarse como no elementales
enzima Z
S 
→ P


→ ZS
Z + S ←

k -1
k1

k2
ZS →
Z+P
k1

→ ZS
Z + S ←

k -1

dC ZS
= 0 = k 1CZ CS - k -1C ZS - k 2C ZS
dt

k2
ZS →
Z+P

Concentración total de enzima activa

C ZS =

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S: sustrato
Z: enzima
P: producto

C Za = C Z + C ZS

k 1CS C Za
k 1CS + k -1 + k 2

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CINÉTICA ENZIMÁTICA HOMOGÉNEA
CINÉTICA DE MICHAELIS MENTEN

Tema 10 – Reacciones Enzimáticas

r = k 2 C ZS =

k 1k 2 CS...