Tema 6

Cintica de la catlisis enzimtica

Inhibicin enzimtica

Regulacin de la actividad enzimtica.

Cintica enzimtica es la parte que estudia la velocidad y

el mecanismo de una reaccin.

La velocidad se mide en trminos de cuntos moles del

reactante o del producto han cambiado en un periodo de

tiempo.

UI (unidad de actividad enzimtica): 1 unidad de actividad

enzimtica, es la cantidad de enzima que transforma 1 mol

de sustrato/ minuto a 25C, en las condiciones ptimas

de medida.

La actividad especfica de un enzima se expresa en:

mol de sustrato/ minuto/ mg protena

Modelo de Michaelis-Menten para explicar el las propiedades

cinticas de muchas enzimas.

E + S ES E + P K1 K2

K-1

A bajas concentraciones de producto (velocidad inicial) asumimos que k-1 es despreciable frente a k1 y que la velocidad de formacin de ES es igual a la velocidad de degradacin. Velocidad = DP/Dt = k2[ES] k1[E][S] = (k-1 + k2)[ES] (estado estacionario)

Velo

cid

ad

in

icia

l, V

0 (

M

/min

)

Concentracin de sustrato, [S] (mM)

La KM es la concentracin de sustrato a la que se

consigue una Vmax . A menor valor de KM mayor

afinidad para formar el complejo ES.

Ecuacin de

Michaelis-Menten

Constante de Michaelis-Menten: Km = (K-1 + K2)/ K1

En enzimas como la quimotripsina

A bajas concentraciones de sustrato, la reaccin es de primer orden (depende del sustrato).

Cuando la concentracin del sustrato incrementa, el orden cambia y se aproxima a cero (no depende del sustrato).

La representacin grfica de velocidad frente a concentracin de sustrato es hiperblica.

Pendiente

Ecuacin de Lineweaver-Burk

En general kcat o constante de velocidad del paso limitante de una catlisis.

kcat = Vmax/[Et] = nmero de recambio

kcat = moleculas de S convertido a P por unidad de tiempo(segundos) con la enzima saturada.

V0 = (kcat / Km) [E][S]

La eficiencia cataltica (kcat / Km) es un valor constante cuando [S]

Inhibicin enzimtica

Reversible

competitiva

no competitiva

acompetitiva

Irreversible

Inhibicin competitiva

Km aparente = Km ( 1+ I / Ki )

Inhibicin no competitiva

El plomo acta como inhibidor

no competitivo al reaccionar

con grupos SH de cisteina.

Vmax aparente = Vmax / 1+[ I / Ki]

Inhibicin acompetitiva

El inhibidor solo se puede unir

al complejo ES para formar ESI

Vmax aparente = Vmax / 1+[ I / Ki]

Km aparente = Km ( 1+ I / Ki )

Inhibicin irreversible

Reacciones bisustrato

1.- Reacciones de desplazamiento simple

2.- Reacciones de desplazamiento doble o ping-pong

1.- R. desplazamiento simple:

A. - Ordenado

B. - Al azar

Ecuacin general

2.- Reacciones de desplazamiento doble o ping-pong

Ecuacin general

Enzimas alostricas.

Son reguladas por unin no-covalente de moduladores

(efectores)

Ejemplo, el enzima aspartato transcarbamilasa (ATCasa) que cataliza

la reaccin entre aspartato y carbamilfosfato. Esta reaccin conduce a

la sntesis de nucletidos de pirimidina necesarios para la sntesis de

DNA y RNA.

La representacin grfica de la velocidad en funcin de la

concentracin de aspartato da una curva sigmoidal.

Modelos alostricos

Modelo concertado (1995, Monod, Wyman y Changeaux

Modelo secuencial (1996; Koshland, Nemethy y Filmer)

Modelo general

Cintica homotrpica

Ejemplo:

Aspartato transcarbamilasa

Cintica heterotrpica

Enzimas tipo K Enzimas tipo M

Fosforilasa

fosfatasa

Fosforilasa

quinasa

Fosforilasa b

(menos activa)

Fosforilasa a

(ms activa)

Glucgeno fosforilasa

Regulacin por

modulacin

covalente

Cascada de fosforilacin monocclica

Enz.1 + Efector1 Enz.1-Efector1

Enz.2-Efector2

Enzima-OH Enzima-P

Enz.2 + Efector2

Cascada de fosforilacin bicclica