Tema 11.- cinética enzimática

TEMA 11.- CINÉTICA ENZIMÁTICA
Introducción: Cinética enzimática.
Ecuación de Michaelis-Menten. Ecuación de Lineweaver-Burk.

Reacciones con múltiples substratos. Inhibición enzimática: - Reversible
Competitiva. No competitiva. Acompetitiva. - Irreversible. Ejemplos de inhibidores irreversibles

Introducción. Cinética enzimática
La cinética enzimática estudia la velocidad de lasreacciones catalizadas por enzimas.
Perfil cinético de un enzima micaeliana Perfil cinético de un enzima alostérico

Modelo Cinético de Michaelis-Menten
• Las reacciones catalizadas enzimáticamente ocurren en dos etapas: Primera etapa, se forma el complejo enzima-sustrato. Segunda etapa, el complejo enzima-sustrato se transforma en el producto, liberando el enzima.

• V1 = k1 [E] [S] • V2 = k2[ES] • V3 = k3 [ES] • En equilibrio la V de formación de ES es igual a la velocidad de descomposición. V1 = V2 + V3

k1[S] [E] = (k2 + k3 )[ES] [E] = [ET] - [ES]

donde la expresión (k2+ k3)/k1 se ha sustituído por KM, o constante de Michaelis-Menten

Modelo Cinético de Michaelis-Menten

• La velocidad de reacción = la velocidad de formación del producto: v = v3 = k3 [ES] =

• Lavelocidad máxima (Vmax) se obtiene cuando el enzima está saturada por el S. Vmax = k3 [ET] • Si introducimos el parámetro Vmax en la ecuación general de la velocidad obtenemos la expresión más conocida de la ecuación de Michaelis-Menten:

Modelo Cinético de Michaelis-Menten
La representación gráfica de la ecuación de Michaelis-Menten (v frente a [S]) es una hipérbola

es la concentración desustrato para la cual la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima. En efecto, si KM = [S], la ecuación de Michaelis-Menten se reduce a: v = Vmax/2. El valor de KM da idea de la afinidad del enzima por el sustrato: A menor KM, mayor afinidad del enzima por el sustrato, y a mayor KM, menor afinidad.

KM

Representación de Lineweaver-Burk
Para determinar gráficamente los valores de KMy Vmax es más sencillo utilizar la representación doble recíproca (1/v frente a 1/[S]), ya que es una línea recta. Esta representación doble recíproca recibe el nombre de representación de Lineweaver-Burk

v =

Vmax • [S] Km + [S]

1 v
1 Vmax -1 Km

KM/Vmax

1 = v

[ ]
Vmax

Km

1 + 1 Vmax [S]

y= m. x + b
• pendiente es KM/Vmax • abscisa en el origen es -1/KM • ordenada enel origen es 1/Vmax

1 [S]

A partir de los datos experimentales se puede calcular gráficamente, los valores de KM y Vmax de un enzima para diversos sustratos.

Reacciones con múltiples substratos
a) Reacción enzimática con formación de un complejo ternario (ES1S2)
a.1. Unión aleatoria de los S

a.2. Unión ordenada de los S

b) Reacción enzimática en la que no se forma de un complejoternario

Mecanismo ping pong

Inhibición Enzimática
Inhibidor: Efector que se une al enzima y hace disminuir su actividad,
mediante interacciones con el centro activo u otros centros específicos.
Se excluyen todos aquellos agentes que inactivan a la enzima a través de desnaturalización de la molécula enzimática.

Dos tipos de inhibidores: * Inhibidores reversibles: establece unequilibrio con la enzima libre,
con el complejo enzima-substrato, o con ambos.

- COMPETITIVOS: El inhibidor se fija al centro activo de
la enzima libre, impidiendo la fijación del sustrato. - NO COMPETITIVOS: El inhibidor se fija a la enzima independientemente de que lo haga o no el sustrato. No impide la fijación del sustrato a la enzima, pero sí la acción catalítica. - ACOMPETITIVOS: Elinhibidor se fija únicamente al complejo enzima-sustrato una vez formado, impidiendo la acción catalítica

* Inhibidores irreversibles: modifican químicamente a la enzima mediante
uniones covalentes.

Inhibición Enzimática

Inhibición reversible

Inhibición competitiva

S E I EI
Se define una constante de equilibrio de disociación del inhibidor

ES

E + P
[E] [I] [EI]

Ki =...