Cinética enzimática
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Universidad Politécnica de Zacatecas
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Estudia la velocidad de las reacciones químicas que son catalizadas por las enzimas
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No es necesario purificar o aislar la
enzima.
Se realiza siempre en las condiciones
óptimas de pH, temperatura, presencia
de cofactores, etc.
Se utilizan concentraciones saturantes
de sustrato.
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En 1913, Leonor Michaelis y Maud Menten
desarrollaron esta teoría y propusieron una
ecuación de velocidad que explica el
comportamiento cinético de los enzimas.
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Este modelo cinético
adopta la hipótesis
del estado
estacionario, según
la cual la
concentración del
complejo enzima-
sustrato es pequeña
y constante a lo
largo de la reacción
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Las reacciones catalizadas enzimáticamente
ocurren en dos etapas: En la primera etapa se forma el complejo enzima-sustrato
En la segunda, el complejo enzima-sustrato da lugar a la
formación del producto, liberando el enzima libre:
k1, k2 y k3 son las constantes microscópicas de
velocidad.
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De aquí se tiene que:
Para cualquier reacción enzimática, [ET], k3 y
KM son constantes.
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A concentraciones de sustrato pequeñas
([S] << KM) v = (k3 [ET]/KM) [S]. Como los términos entre
paréntesis son constantes, pueden englobarse en una
nueva constante, kobs, de forma que queda v = kobs [S],
con lo cual la reacción es un proceso cinético de
primer orden.
A concentraciones de sustrato elevadas
([S] >> KM), v = k3 [ET]. La velocidad de reacción es
independiente de la concentración del sustrato, y por
tanto, la reacción es un proceso cinético de orden
cero. Esto nos permite definir un nuevo parámetro, la
velocidad máxima de la reacción: Vmax = k3 [ET], que
es la velocidad que se alcanzaría cuando todo el
enzima disponible se encuantra unido al sustrato.
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Si introducimos el parámetro Vmax en la
ecuación general de la velocidad,
obtenemos la expresión:
que es la forma más conocida de la
ecuación de Michaelis-Menten
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Cálculo de KM y Vmax
Utilizar la representación gráfica de doble recíproca
(1/v0 contra 1/[S]0), ya que es una línea recta. Recibe el
nombre de representación de Lineweaver-Burk.
Es una recta en la cual:
La pendiente es
KM/Vmax
La abscisa en el origen
(1/v0 = 0) es -1/KM
La ordenada en el origen
(1/[S]0 = 0) es 1/Vmax