Equipo 7 Resumen Cinética Enzimática y Alosterismo Enzimático (1)

5/26/2018 Equipo 7 Resumen Cintica Enzimtica y Alosterismo Enzimtico (1)

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CINTICA ENZIMTICA

Y ALOSTERISMO

ENZIMTICO


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La cintica enzimtica nos permite conocer los ndices cuantitativos de como lasreacciones son catalizadas por las enzimas, tambin saber el orden y los pasos delproceso en que las enzimas originan los productospor medio de los sustratos.

Adems se aplica en la forma en que los estados de estrs fisiolgicos afectan lahomeostasis, en farmacologa la cintica ha permitido el descubrimiento y desarrollo denuevos frmacos as como conocer su modo de accin, en base a los procesosfisiolgicos que se presentan en nuestro organismo, para en ciertos casos reducir lascatlisis enzimticas que pueden llegar en cierto modo afectar el correctofuncionamiento del en el organismo.

Para observar de manera detallada y ms precisa las reacciones que se presentan sehace una medicin por medio de ecuaciones balanceadas donde trata de explicar quela materia no se crea ni se destruye solo se transforma que en este caso los sustratosterminan creando sus respectivos productosdonde adems estas reacciones puedenser reversibles es decir, de sustratosa productoso de productosa sustratos,por ejemplo:

Sustratos:A, B

Productos:P, Q

Sin embargo en ciertos casos los reactivosdan como resultado sus productospormedio de la termodinmica donde esta vez la reaccin no ser reversible, es decir soloira en una direccin, por ejemplo:

Sustratos:A, B

Productos:P, Q

Uno de los factores que se presentan en la cintica enzimtica es la velocidad de unareaccinque es el cambio de la concentracin de un reactante o producto por unidad

de tiempo.

Para entender cmo se analiza la velocidad de una reaccin qumica es por medio deuna reaccin simple por ejemplo: en donde A ser el reactante que dar a B


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Para calcula la velocidad se emplea la siguiente formula:

Donde para el caso de la concentracin esta sermedida en Moles mientras que el tiempo se mediren segundos, por lo tanto la frmula de velocidad quedara de la siguiente manera:

[A]: concentracin del reactante A

[t]: concentracin del tiempo

La concentracin es negativadebido a que el reactante va desapareciendo a medidaque va reaccionando y se transforma en el productoBy ser equivalente conformevaya apareciendo el producto.

Cuando hablamos de variacin corresponde a una concentracin final menos la inicial,como en los reactantes la concentracin final es ms pequea que la inicial el valor esnegativo.

Otra manera de calcular la velocidad es posible si conocemos las concentracionesiniciales de los reactantes empleando la siguiente formula:

Donde [A] y [B] son las concentraciones de los reactantes

k= constante cintica

m y n: ordenes parciales de la reaccin

k solo puede ser calculada experimentalmente y que es directamente proporcional a lavelocidad de una reaccin a mayor constante mayor ser la velocidad mientras que elorden parcial de la reaccin (m y n) nos informa el mecanismo por el cual se estllevando a cabo y este tambin se calcula de manera experimental


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Una reaccin enzimtica para que podamos medir su eficiencia y su eficacia podemosconocer la velocidad de reaccin, esta es el reactante transformndose en producto enun determinado tiempo, por lo que esta ser una velocidad. Entre ms reactante

tengamos, ms grande tendr que ser la velocidad de la reaccin y conforme disminuyael reactante, el producto tendera a ascender.

Conforme se est llevando a cabo la reaccin, se ver que la energa de activacin queposee el reactante tendera a ser llevada al pico mximo por medio de la enzima y de allsu energa de activacin bajara y se dispersar para que el producto resultante terminecon poca energa de activacin para que de esta forma se pueda utilizar, y a la vez serestable.

Para que se pueda llevar a cabo el proceso enzimtico, es necesario que las molculasse acerquen para poder reaccionar el reactivo con el sitio activo, y tener la energa deactivacin alta para que la enzima pueda llevar a cabo su trabajo. Teniendo en cuentaque esta energa no puede ser aadida por terceros porque de lo contrario afectara lareaccin, o incluso alterara las molculas implicadas. Esto ocurre por alteraciones oelevacin de temperatura la cual incrementa la energa cintica de las molculas;tambin ocurre por la concentracin de las proporciones de reactivos con respecto a laenzima.


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Ecuacin de Michaelis Menten

En 1913 Leonor Michaelis y Maud Menten propusieron un modelo para la medicinsistemtica de las velocidades enzimticas. Segn este modelo la enzima se une alsustrato, para formar el complejo enzima sustrato, el sustrato durante el estado de

transicin se convierte en producto, luego tras un corto lapso de tiempo el producto sedisocia de la enzima.

Tambin se introdujo una nueva constante: Km, la constante de Michaelis. Escaracterstica de una enzima y su sustrato concreto, y refleja la afinidad de la enzimapor ese sustrato. El Km es numricamente igual a la concentracin de sustrato a la cualla velocidad de la reaccin es igual a 1f2V mx. El Km no vara con la concentracin de laenzima.

La relacin de la velocidad con la concentracin de la enzima: la velocidad de lareaccin es directamente proporcional a la concentracin de la enzima a todas las

concentraciones de sustrato.

La orden de la reaccin cuando la [S1] es mucho menor que la km la velocidad de lareaccin es aproximadamente proporcional a la concentracin del sustrato. Se diceentonces que la velocidad de la reaccin es de primer orden con respecto al sustrato.Cuando [S1] es mucho mayor que la Km' la velocidad es constante e igual a la V mx. Lavelocidad de la reaccin es entonces independiente de la concentracin del sustrato yse dice que la reaccin es de orden cero con respecto a la concentracin del sustrato.

Grfico de Lineweaver-Burk

Es la forma de medicin de la Km y de la Vmax mediante la ecuacin de Michaelis-Menten en su forma lineal, tambin se puede denominar de doble reciproco, primerose invierte la ecuacin, luego se factoriza y se simplifica para quedar la ecuacin de unalnea recta.Esta grafica puede usarse de igual manera para determinar los mecanismos cinticos delos inhibidores de una enzima.

Constante y eficiencia cataltica

Las propiedades cinticas de una enzima tambin pueden utilizarse para determinar sueficacia cataltica. La constante enzimtica puede ser considerada tambin como elnmero de recambio.Esta se calcula como la Vmax sobre el nmero de sitios activos.Los beneficios de una kcat alta solo pueden obtenerse si la Km es suficientemente baja.De este modo, la eficiencia cataltica de enzimas se expresa mejor en trminos de laproporcin de estas dos constantes cinticas, kcat/Km.


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Ecuacin de Hill

Esta ecuacin sirve para poder determinar la cooperacin de una enzima, el grado decooperacin se identifica como n o coeficiente de Hill, si n es igual a 1 la conducta

cintica es simple, si es mayor a uno, la cooperacin es positiva y si es menor a uno lacooperatividad es negativa.Mientras mayor es el valor para n, ms alto es el grado de cooperacin, y mssigmoideo ser el grafico de vi contra [S].

Inhibidores enzimticos

Las molculas que reducen la actividad de una enzima, denominadas inhibidoresSe pueden describir 3 tipos de inhibicin:

Inhibicin competitiva Los inhibidores competitivos se unen de forma reversible a laenzima libre, y no al complejo ES, para formar un complejo enzima-inhibidor (El).

Inhibicin acompetitiva En la inhibicin acompetitiva, el inhibidor slo se une alcomplejo enzima-sustrato, y no a la enzima libre

Inhibicin no competitiva En algunas reacciones catalizadas porenzimas el inhibidorpuede unirse tanto a la enzima como al complejo enzima-sustrato:

Representacin Lineweaver-BurkDistinguen entre inhibidores competitivos y no competitivos, y simplifican la evaluacinde constantes de inhibicin


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Grfico de DixonSe emplea como una alternativa para el grafico de Lineweaver-Burk, para determinarconstantes de inhibicin


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Reacciones secuenciales o de desplazamiento nicoAmbos sustratos deben combinarse con la enzima para formar un complejo ternarioantes de que pueda proceder la catlisis (bi-bi)

Reacciones ping pong Comprenden catlisis covalente y una forma transitoria, modificada, de la

enzima. Son de doble desplazamiento.

Creacin de frmacosMuchos frmacos actan como inhibidores de enzimas las enzimas constituyenblancos naturales para la creacin de frmacos que son tanto potentes comoespecficos. La cinetica enzimatica define condiciones de investigacin apropiadas.El conocimiento de la conducta cintica de la enzima de inters se necesita paraseleccionar condiciones de valoracin apropiadas que detectan con facilidad lapresencia de un inhibidor.

Muchos frmacos se metabolizan in vivo

Enzimas presentes en el paciente o en el agente patgeno actan sobre frmacos,dicho proceso se denomina metabolismo de frmaco.Tambin se requiere transformacin metablica para convertir un precursorfarmacolgico inactivo, o pro frmaco, en su forma biolgicamente activa


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Son una forma de regular las enzimas y los productos,

Son protenas: OLIGOMRICAS (con varias subunidades) Con centros reguladores:

Para unin de un ACTIVADOR Para unin de un INHIBIDOR

Y centro activo (en una o en varias subunidades) Formas:

R: forma activa (se forma product) T: forma inactiva

Las subunidades

Unin de ACTIVADOR: Forma R. Gran afinidad. Si activador es sustrato: HOMOALOSTERISMO. Si activador es otra molcula: HETEROALOSTERISMO.

Unin de INHIBIDOR: Forma T: tensa Se frena la actividad.

Inhibicin por producto final

Enzimas alostricos al comienzo de ruta metablica.


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Producto final: inhibidor alsterico de uno de los productos

enzimas de la va metablica.

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