CINÉTICA ENZIMÁTICA

1. CINÉTICA ENZIMÁTICA

2. E + S SE E + P

3. Proteínas con actividad catalítica de los seres vivos. • Unidades del Metabolismo • Regulan la vel. de las reac. quím. espontáneas (DG-). • No promueven reacciones no-espontáneas (DG +). • Incrementan la Vel. De reacción 103 a 1012 veces sin afectar el sentido de la reacción. • No forman parte del producto de la reacción.

4. PROPIEDADES GENERALES • AUMENTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN • De 106 to 1012 veces vs sin enzima. • Aún más rápido que los catalizadores químicos. • CONDICIONES DE REACCIÓN • Temperatura 25-40 oC (algunas hasta 75 oC) • pH neutro (5-9), la mayoría 6.5 – 7.5 • Presión atmosférica normal • CAPACIDAD DE REGULACIÓN • Por concentración de sustrato • Por concentración de enzima • Por inhibidores competitivos (semejantes al sustrato) • Por inhibidores no competitivos (modificación covalente de la enzima) • Por regulación alostérica • ALTA ESPECIFICIDAD DE REACCIÓN • Interacción estereoespecífica con el sustrato • No hay productos colaterales

5. ALTA ESPECIFICIDAD DE REACCIÓN INTERACCIÓN ESTEREO ESPECÍFICA CON SU SUSTRATO

6. Substratos HO- H- Los Substratos se acercan a la Enzima (sitio Activo) Enzima

7. Los reactivos interaccionan con la enzima (sitio activo)

8. Cambia la configuración de la enzima

9. Substrato de glucosa La unión del sustrato produce un cambio conformacional de la enzima hexoquinasa (cinasa), la cual es monomérica. Sitio de enlace

10. Se realiza la reacción catalítica

13. Leonor Michelis y Maud Menten (1913) Concent. Tiempo

14. ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN Vo =V max [S] Km + [S]

15. Cinética enzimática en función de la concentración de sustrato

16. Vmax KM

18. Km de algunas enzimas ENZIMA SUSTRATO Km (mM) Catalasa H2O2 25.0 Hexoquinasa ATP 0.4 D-Glucosa 0.05 D-Fructosa 1.5 Anhidrasa carbónicoa HCO3- 9.0 Quimotripsina Gliciltirosinilglicina 108.0 N-Benzoiltirosinamida 2.5 -Galactosidasa D-Lactosa 4.0 Treonina deshidrogenasa L-Treonina 5.0

19. La KM es un parámetro de Actividad Enzimática • La KM es inversamente proporcional con la actividad de la enzima. • Valor de KM grande, baja actividad • Valor de KM pequeño, alta activida

20. A + B + E  AE  BE + C D Enzimas: pueden catalizar reacciones donde hay 2 S = Hexocinasa ATP + Glucosa  ADP + 6-fosfato de glucosa 2 Rutas • Desplazamiento Simple, los 2 S se unen a la E A + B + E  EAB  C + D • Doble desplazamiento o ping-pong

21. Determinación Cuantitativa de la Cinética Enzimática • La reacción global • Procedimeinto analítico para determinar elS que desaparece o el P que aparece • Sí el E requiere Cofactores (iónes o coenzimas) • La dependencia de la actividad enzimática con la [S] o se la KM del S. • El pH óptimo • Un intervalo de temperatura en la que la E es estable y muestra actividad elevada.

22. Actividad enzimática y variación del pH

23. Enzima pH óptimo Pepsina 1.5 Tripsina 7.7 Catalasa 7.6 Arginasa 9.7 Fumarasa 7.8 Ribonucleasa 7.8 Vo 1 3 7 11 14 pH Vo Vo Vo 4 37 85 Temperatura oC) 10 50 100 Coenzima 10 30 50 70 100 Tiempo (min)

24. 1.0 Unidad de Actividad Enzimática (U): La cantidad que transforma 1.0 mmol (10-6 M) de S /min, a 25 0C, en las condiciones de medida óptima. Actividad específica: Es el no. de U de una E / mg de proteína. Es decir: una medida de la pureza de la E. Al purificarla, el valor llega a un máximo y es estable. Número de recambio No. de moléculas de S transformadas /unidad de tiempo, por una molécula de E ( o por un solo sitio catalítico) Enzima No. de Recambio Anhidrasa carbónica 36 000 000 B-Amilasa 1 000 000 B-Galactosidasa 12 000 Fosfoglucomutasa 1 240

25. ¿Vmax? ¿KM?

29. pendiente Transformación de los Dobles Recíprocos (Lineweaver-Burk)

30. Vmax Vo V max KM Vo [S] Gráfica de Eadie-Hofstee

31. Cuando: Vo= Vmax Todos los sitios activos están ocupados y no hay moléculas de E libre. KM= [S] Sí... ½ Vmax KM representa la cantidad de sustrato necesaria para fijarse a la mitad de la E disponible y producir la mitad de la Vmax KM representa la concentración del sustrato en una célula

32. Inhibidores Reactivos químicos específicos que pueden inhibir a la mayor parte de las enzimas. Irreversibles Reversibles INHIBIDORES

33. Inhibidor Irreversible • Inhibición permanente • Unión irreversible por medio de enlaces covalentes. • Modificaciones químicas de los gps. catalíticos. • Modificada la enzima, está siempre inhibida. • Para distinguirlo de los reversible se someten a diálisis y si no se separan enzima e inhibidor, éste es permanente.

34. Fluorofosfato de diisopropilo (DFP) Acetilcolina Acetato + Colina Inhibidor Irreversible Fluorofosfato de diisopropilo (DFP) Acetilcolinesterasa

35. Acetilcolinesterasa Tripsina Elastasa Fosfoglucomutasa Cocoonasa (larvas de gusanos de seda Malatión Inhibidor Irreversible Fluorofosfato de diisopropilo (DFP)

36. Cisteína Histidina Iodoacetamida Fluorofosfato de diisopropilo (DFP) Serina

37. Inhibidor Reversible • La unión del inhibidor y la enzima es reversible. • Al quitar el inhibidor del medio, se recupera la actividad. • Hay 3 tipos: • Competitiva • No Competitiva • Acompetitiva  (Alostérica)

38. Inhibición enzimática Dolor Inflamación Infecciones virales Cáncer Antibióticos Insecticidas Hervicidas Venenos Diferentes Medicamentos

39. Inhibición Competitiva

40. Vmax igual KM diferente

42. Inhibidores Competitivos Malonato Deshidrogenasa del ácido succínico Sulfas Infecciones microbianas Antihipertensores: Captopril y Enalopril Alopurinol Controla la gota Fluoruracilo Cáncer

43. Inhibición No Competitiva El inhibidor NO se une al sitio activo NO se puede revertir con un exceso de sustrato

44. Vmax diferente KM igual

46. Competitivo Vmax igual KM diferente No competitivo Vmax diferente KM igual Cinéticas de Inhibición 1 V No inhibitor 0 1/[S]

47. Inhibición acompetitiva El inhibidor se une a una SUBUNIDAD reguladora I La subunidad catalítica une al sustrato y cataliza la reacción