Problemas Enzimología

PROBLEMAS DE ENZIMOLOGÍA
1. Los datos de velocidad y concentración que se muestran debajo se obtuvieron para una enzima que cataliza una reacción S  P. (a) Comprobar que la enzima sigue una cinética de saturación hiperbólica. (b) Calcular Vmax y KM. (c) Calcular la constante de velocidad de primer orden para la concentración de enzima empleado. [S] (M) 2.50 x 10-6 3.33 x 10
-6 -1 -1 V (nmoleslitro min )

24 30 34 40 60 80 96 109 119 120

4.0 x 10-6 5 x 10 1 x 10 4 x 10 1 x 10 2 x 10
-6 -5

2 x 10-5
-5 -4 -3

1 x 10-2 2.

Un enzima con una KM de 2.4 x 10-4 M se ensayó con las siguientes concentraciones de sustrato: a. 2 x 10-7 M. -5 b. 6.3 x 10 M. c. 10-4 M -3 d. 2 x 10 M.

La velocidad observada a 0.05 M fue de 128 nmoles litro-1 min-1. Calcular las velocidades inicialescon las otras concentraciones. 3. El tejido hepático embrionario contiene una enzima que cataliza la reacción S  P. El hígado de los adultos también posee dicha actividad. Algunos datos cinéticos se muestran en la tabla siguiente. ¿Qué conclusiones puedes sacar respecto a estas dos enzimas?
-1 -1 Vo (moles min mg prot )

[S] (M) 1.67 x 10 2.5 x 10 5.0 x 10 7.0 x 10 1.5 x 10 1.67 x 10 2.0 x10
-5 -5

E1 (adulto) 1.05 1.54 1.98 2.86 3.78 5.00 6.67 7.15 8.00 10.00

E2 (embrión) 5.00 6.66 8.00 10.00 11.67 13.33 15.00 15.40 16.00 17.10

3.33 x 10-5
-5 -5

1.0 x 10-4
-4 -4 -4

3.0 x 10-4 4.

El eje de ordenadas de una representación inversa está marcado como Vo-1: 102 x (nmoles litro-1 min-1)-1. -1 -4 -1 El eje de abcisas está marcado como [So] : 10 x M . La gráfica corta alos dos ejes a 2 y a -4, respectivamente. ¿Cuáles son Vmax y KM? Para una enzima con cinética de Michaelis-Menten, determine la velocidad inicial de reacción, V0 (como porcentaje de Vmáx), observada a: a) [S] = KM b) [S] = 0.5KM c) [S] = 0.1KM d) [S] = 2KM e) [S] = 10KM

5.

6.

Calcule el número de recambio de una enzima cuya Vmax resultó ser 100 mmol de producto por minuto, tras realizarun experimento de cinética enzimática en el que se utilizaba 0.1 ml de de una solución de la enzima cuya concentración era de 0.2 g/ml. ¿Cuánto tiempo dura el ciclo catalítico? (Peso molecular de la enzima: 128000 g/mol).

7.

Calcula Vi y el grado de inhibición provocado por un inhibidor competitivo en las siguientes concentraciones: a) b)
-3 -3 [S] = 2 x 10 M y [I] = 2 x 10 M. -3 -5 [S] =7.5 x 10 M y [I] = 10 M.

Suponer que KM = 2 x 10-3 M y KI = 1.5 x 10-4 M y Vmax = 270 nmoles litro-1 min-1. Grado de inhibición: i = (1-Vi/Vo) * 100 (%), donde Vi es la velocidad de la reacción en presencia de inhibidor y Vo en ausencia de él. 8. ¿Cuál es la relación entre la concentración de sustrato requerida en presencia de un inhibidor competitivo ([S]i) y la concentración de sustrato enausencia de inhibidor ([S]c) para observar una velocidad dada? (a) ¿Qué concentración de inhibidor competitivo se requiere para dar un 75% de inhibición con [S] = 1.5 x -3 -4 -5 10 M si KM = 2.9 x 10 M y KI = 2 x 10 M? (b) ¿Hasta qué concentración debe elevarse el sustrato para restablecer la velocidad al valor original sin inhibir?

9.

10. Se obtuvieron los siguientes datos de velocidad.Determinar la naturaleza de cada inhibidor y calcular KI. [S] (mM) 0.200 0.250 0.333 0.500 1.00 2.00 2.50 3.33 4.00 5.00 Vo (nmoles/min) Control 16.67 20.00 24.98 33.33 50.00 66.67 71.40 76.92 80.00 83.33 + I (6 M) 6.25 7.69 10.00 14.29 25.00 40.00 45.45 52.63 57.14 62.50 + X (30 M) 5.56 6.67 8.33 11.11 16.67 22.22 23.81 25.64 26.67 27.77 + Y (4 mM) 10.00 11.11 12.50 14.29 16.67 18.18 18.52 18.8719.00 19.23

SOLUCIONES 1. 2. b) Vmax= 1.2 x 10-7 M min-1. KM= 10-5 M. (c) K = 1.2 x 10-2 min-1. Vo a. b. c. d. 3.
-10 -1 1.07 x 10 M min . -8 -1 2.67 x 10 M min . -8 -1 3.78 x 10 M min . -7 -1 1.15 x 10 M min .

Si suponemos un comportamiento michaeliano, ambas enzimas alcanzarían la misma Vmáx, pero la de embrión presenta una mayor afinidad por el sustrato que la de adulto. Vmax= 5.0 x 10-8 M...