Download Presentación de PowerPoint - Bioquímica grupo 4 FQ UNAM

ENZIMAS
CATALIZADORES BIOLÓGICOS QUE:
Velocidades de reacción 106-1012 > que las reacciones no
catalizadas y varios órdenes de magnitud más que la catálsis
química.
Requieren condiciones de reacción “suaves”:
<100°C, P atm, pH (+/-) neutro
ESPECIFICIDAD: no hay productos “secundarios”
Mecanismos de regulación:
Alosterismo, modificación covalente, cantidad de enzima
Enzimas : Catalizadores biológicos
Disminuyen energía de activación e incrementan la velocidad de
reacción
•Catalasa.
•2H2O2 -> 2H2O + O2
•Una molécula de catalasa rompe 40
millones moléculas de peróxido por
segundo.
Factores que influyen en la actividad enzimática
•Concentración de sustrato [S]
•Temperatura
•Inhibidores
•Competitivos: unen mismo sitio de l sustrato
•No competitivos: unen sitio diferente pero disminuyen
capacidad catalítica
•pH. Afecta conformación
Actividad enzimática
Estructura terciaria: fuerzas no covalentes
pH
Cambios en pH alteran el
estado de ionización de aa
cargados (e.g., Asp, Lys):
unión a sustrato o acción
catalítica
Temperatura °C
Puentes de hidrógeno se rompen por
incrementos de temperatura
: altera la conformación 3D
Estereoespecificidad: proteasas: L-aa
D-glucosa
Especificidad geométrica: pocos compuestos
relacionados
PRINCIPALES REACCIONES DE LAS ENZIMAS
COFACTORES ENZIMÁTICOS
NO PROTÉICOS
Pueden ser:
•Iones metálicos : Zn2+,Cu2+, Mn2+, K+, Na+ , Ca+2
•Moléculas orgánicas pequeñas:coenzimas.
•tiamina (B1)
Tiaminpirofosfato (transf. Aldehído)
•riboflavina (B2)
FAD (transf. H+)
Nicotinamida
NAD (transf. H+)
•CoA
Acarrea acilo
Coenzimas se unen covalentemente a la apoenzima:
Grupo prostético
Otras sólo transitoriamente durante la catálisis
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Estudio de las velocidades a las que ocurren las reacciones
Permite dilucidar Mecanismos de reacción
Se pueden conocer:
Afinidades de unión a sustratos e inhibidores
Máxima velocidad catalítica
Mecanismo catalítico
Papel de una enzima en la vía
Velocidad a cantidad de enzima: condiciones de
Medición de las enzimas para BQ y Análisis clínicos
ECUACIONES DE VELOCIDAD
REACCIONES ELEMENTALES
A
A
P
I1
I2
INTERMEDIARIOS
P
A TEMPERATURA CONSTANTE:
LA VELOCIDAD DE REACCIÓN VARÍA CON LA
CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOS
aA + bB + cC + ...+ nN
P
La velocidad es proporcional a la frecuencia de
Choques simultáneos entre los reactivos
Velocidad = K[A]a [B]b [C]c... [N]n
Cte. Proporcionalidad
Cte. De velocidad
ORDEN DE LA REACCIÓN
S EXPONENTES DE LA EC. DE VELOCIDAD
Velocidad = K[A]a [B]b [C]c... [N]n
(a+b+c...+n)
Para
A
P
Orden = molecularidad=
#moléculas que deben chocar simultáneamente
Reacción de primer orden
Unimolecular
Para
2A
P
o A+B
P
Reacción de segundo orden
Bimolecular
3er. Raro
4°??????!!!!!
Para determinar orden de la reacción se mide:
[A] o [P] en f (tiempo)
velocidad= -d[A]/dt = dP/dt
ECUACIÓN DE MICHAELIS- MENTEN
1902: ADRIAN BROWN :
SACAROSA + H2O
GLUCOSA+ FRUCTOSA
INVERTASA
CUANDO SACAROSA>>>ENZIMA
REACCIÓN INDEPENDIENTE DE SACAROSA:
ORDEN CERO
E
+ S
k1
k-1
ES
k2
P
COMPLEJO
ENZIMA-SUSTRATO
+
E
E
+ S
k1
k-1
ES
Cuando [S] es
suficientemente
alta para que toda E
k2
P
+
E
Se vuelve el paso
limitante
Insensible a más adición de [S]
V= d[P]/ dt= k2[ES]
d[ES]/dt= k1[E][S]-k-1[ES]-k2[ES]
No es integrable!!!!!!!!!!
Sustrato está en exceso
constante
Briggs y Haldane 1925
V= d[P]/ dt= k2[ES]
d[ES]/dt= k1[E][S]-k-1[ES]-k2[ES]
d[ES]/dt=0 edo estacionario
y
[E]T= [E] +[ES]
No medibles
[ES]= [E]T[S] / KM + [S]
Donde KM = (k-1 + k2)/ k1= cte. de Michaelis
Entonces:
Vo= (d[P]/dt)t=0 = k2[ES]= k2 [E]T [S] / KM + [S]
medibles
¿Porqué considerar únicamente tiempos iniciales?
Vo: minimiza efectos de reversibilidad
inhibición por producto
inactivación enzimática
Vmax: ocurre a alta [S]: enzima está saturada: [ES]
0
[E]T=[E]+[ES]
Vo=k2[ES]
Vmax= k2[E]T
Si
Vo= k2 [E]T [S] / KM + [S]
y
Vmax= k2[E]T
Vo= Vmax [S] / KM + [S]
ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN
HIPERBOLA
RECTANGULAR
=CTE. MICHAELIS
Cuando [S]=KM
Vo= Vmax / 2
KM = [S] a la que la velocidad de reacción
Es la mitad de la velocidad máxima
KM = [S] a la que la velocidad de reacción
Es la mitad de la velocidad máxima
Si KM es pequeña: requiero poco sustrato
para alcanzar la mitad de Vmax:
Se logra máxima eficiencia catalítica a baja [S]
KM depende de cada enzima
sustrato
temperatura y pH
E
+ S
k1
k-1
ES
k2
P
+
E
KM = (k-1 + k2)/ k1
KM = (k-1 / k1)+ (k2 / k1)
Cte. de Disociación de [ES] = Ks
Ks= 1 / 0.1 = 10
Ks= 1 /10 = 0.1
[E] + [S]
[E] + [S]
[ES]
>disociación < afinidad X S
[ES]
<disociación >afinidad X S
KM = (k-1 + k2)/ k1
KM = Ks +(k2 / k1)
Si es pequeño
predomina Ks
KM es una medida de afinidad
Cálculo de parámetros
Poco preciso
Lineweaver-Burk
Ec. Doble recíprocos
Vo= Vmax [S] / KM + [S]
1
KM
1
1
Vo= Vmax [S] + Vmax
ECUACIÓN DE MICHAELISMENTEN
ECUACIÓN DE LineweaverBurk
1
KM
1
1
Vo= Vmax [S] + Vmax
Y=
m
x +
b
=m
=b