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ENZIMAS Esteban Osorio Cadavid, PhD. Curso Biología Celular y Bioquímica I.

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1 ENZIMAS Esteban Osorio Cadavid, PhD. Curso Biología Celular y Bioquímica I

2 ENZIMAS Proteínas especificas que catalizan las reacciones químicas en los sistemas biológicos.

3 Las enzimas aceleran las reacciones multiplicando su velocidad por un millón de veces, o aún más. Las enzimas aceleran las reacciones multiplicando su velocidad por un millón de veces, o aún más. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Cada molécula enzimática puede hidratar 10 5 moléculas de CO 2 en un segundo. Esta reacción catalizada es 10 7 veces más rápida que la misma reacción no catalizada. Cada molécula enzimática puede hidratar 10 5 moléculas de CO 2 en un segundo. Esta reacción catalizada es 10 7 veces más rápida que la misma reacción no catalizada. Anhidrasa carbónica

4 Las enzimas son altamente Específicas tanto en la reacción que catalizan como en la selección de las sustancias reaccionantes, denominadas SUSTRATOS. Las enzimas son altamente Específicas tanto en la reacción que catalizan como en la selección de las sustancias reaccionantes, denominadas SUSTRATOS. El grado de especificidad del Sustrato es normalmente elevado, a veces prácticamente absoluto. El grado de especificidad del Sustrato es normalmente elevado, a veces prácticamente absoluto.

5 1. Especificidad de la Tripsina: Rompe los enlaces peptídicos sólo por el lado carboxílico de los residuos Lisina y de Arginina.

6 2. Especificidad de la Trombina, un factor de coagulación. Rompe el enlace peptídico, cuando el lado carboxilo es la arginina y el lado amino es la glicina

7 3. Actividad enzimática de la Subtilisina: rompe cualquier enlace peptídico, independiente de la secuencia de aminoácidos.

8 4. Enzimas proteolíticas: Catalizan la hidrólisis de un enlace peptídico.

9 La mayoría de las enzimas proteolíticas también catalizan una reacción diferente, pero relacionada: la hidrólisis de un enlace éster.

10 Regulación de la Actividad de Algunas Enzimas 1. Zimógenos: Son los precursores enzimáticamente inactivos de las enzimas proteolíticas. –se sintetizan en forma de un precursor inactivo –son activadas a un tiempo y en un lugar fisiológicamente apropiado. –El tripsinógeno es activado por la rotura de un enlace peptídico en el intestino delgado para formar tripsina. Se sintetiza en el páncreas. Se sintetiza en el páncreas.

11 Secreción de Zimógenos en el páncreas Secreción de Zimógenos en el páncreas

12 Activación de zimógenos por clivaje proteolítico. Activación de zimógenos por clivaje proteolítico.

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15 2. Modificación Covalente: Este mecanismo de control enzimático consiste en la inserción de un pequeño grupo sobre la enzima. Las enzimas que degradan el glucógeno están reguladas por la introducción de un grupo fosforilo a un residuo específico de serina de estas enzimas.

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18 3. Inhibición por producto final: Mecanismo regulador que afecta a muchas secuencias de reacciones que dan por resultado la síntesis de moléculas pequeñas tales como los aminoácidos. La enzima que cataliza la primera etapa en tal vía biosintética es inhibida por el producto final.

19 Mecanismo de control denominado también Inhibicion Feedback o retroalimentación. Mecanismo de control denominado también Inhibicion Feedback o retroalimentación. La treonina se convierte en isoleucina en 5 etapas, la primera es catalizada por treonina desaminasa. Cuando la isoleucina ha alcanzado un nivel alto, esta se une a la enzima en un lugar diferente al catalítico inactivándola. La treonina se convierte en isoleucina en 5 etapas, la primera es catalizada por treonina desaminasa. Cuando la isoleucina ha alcanzado un nivel alto, esta se une a la enzima en un lugar diferente al catalítico inactivándola.

20 4. Control Fisiológico: La síntesis de lactosa por la glándula mamaria. La lactosa sintetasa, cataliza la síntesis de lactosa y consta de una subunidad catalítica y una subunidad modificadora. La subunidad modificadora altera la especificidad de la subunidad catalítica de tal manera que así une galactosa a glucosa para formar lactosa.

21 Durante el embarazo, la subunidad catalizadora se forma en la glándula mamaría, pero se forma poco subunidad modificadora. Durante el embarazo, la subunidad catalizadora se forma en la glándula mamaría, pero se forma poco subunidad modificadora. En el momento del nacimiento, se sintetiza la subunidad modificadora en grandes cantidades. La subunidad modificadora se une entonces a la subunidad catalitica para formar el complejo de Lactosa sintetasa activa. En el momento del nacimiento, se sintetiza la subunidad modificadora en grandes cantidades. La subunidad modificadora se une entonces a la subunidad catalitica para formar el complejo de Lactosa sintetasa activa.

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23 La subunidad catalítica sola no puede sintetizar Lactosa, tiene un papel diferente: cataliza la unión de galactosa a las proteínas que contienen una cadena carbohidratada unida covalentemente. La subunidad catalítica sola no puede sintetizar Lactosa, tiene un papel diferente: cataliza la unión de galactosa a las proteínas que contienen una cadena carbohidratada unida covalentemente.

24 Las Enzimas y su Papel en la Transformación de Energía En muchas reacciones bioquímicas, la energía de las sustancias reactivas se convierten en una forma de energía diferente con una eficiencia muy elevada. En muchas reacciones bioquímicas, la energía de las sustancias reactivas se convierten en una forma de energía diferente con una eficiencia muy elevada.

25 1. En la fotosíntesis, la energía lumínica 2. En la respiración, la energía libre contenida en los alimentos energía química de enlace. adenosina trifosfato (ATP).

26 3. En la contracción muscular, la energía química del enlace ATP energía mecánica Estas transformaciones de energía son llevadas a cabo por moléculas enzimáticas que son parte integrante de conjuntos altamente especializados.

27 ATPasa catalizando el transporte de Ca 2+ a través de la membrana célular. ATPasa catalizando el transporte de Ca 2+ a través de la membrana célular.

28 Las enzimas no alteran los equilibrios de reacción: Una enzima es un catalizador y como consecuencia no puede alterar el equilibrio de una reacción química. Una enzima es un catalizador y como consecuencia no puede alterar el equilibrio de una reacción química. Una enzima acelera la reacción en un sentido u otro precisamente con el mimo factor. Una enzima acelera la reacción en un sentido u otro precisamente con el mimo factor.

29 La concentración de equilibrio de B es 100 veces la de A, haya o no enzima presente. La concentración de equilibrio de B es 100 veces la de A, haya o no enzima presente. Cuando la enzima está presente el equilibrio se obtendría en un segundo. Las enzimas aceleran la consecución del equilibrio, pero no varían su posición. Cuando la enzima está presente el equilibrio se obtendría en un segundo. Las enzimas aceleran la consecución del equilibrio, pero no varían su posición.

30 Las enzimas disminuyen la energía de activación de las reacciones catalizadas. Las enzimas disminuyen la energía de activación de las reacciones catalizadas.

31 Una reacción química AB transcurre a través de un Estado de Transición que tiene un energía mayor que la de A o la de B. Una reacción química AB transcurre a través de un Estado de Transición que tiene un energía mayor que la de A o la de B. La velocidad de reacción hacia adelante depende de la temperatura y de la diferencia de energía libre de activación de Gibbs y se simboliza como La velocidad de reacción hacia adelante depende de la temperatura y de la diferencia de energía libre de activación de Gibbs y se simboliza como = G Estado de transición - G Sustrato

32 La Formación de un complejo Enzima – Sustrato es el primer paso en la catálisis enzimática. La existencia de los complejos ES ha sido demostrada de varias maneras: La Formación de un complejo Enzima – Sustrato es el primer paso en la catálisis enzimática. La existencia de los complejos ES ha sido demostrada de varias maneras: 1. Algunos complejos ES se han visualizado directamente por microscopía electrónica y por cristalografía de rayos X.

33 2. Las propiedades físicas de un enzima, como solubilidad o estabilidad al calor, cambian frecuentemente con la formación del complejo ES. 3. Las características espectroscópicas de muchos enzimas y sustratos cambian con la formación del complejo ES.

34 La intensidad de fluorescencia del piridoxal fosfato en el centro activo de la triptófano sintetasa cambia por la adición de serina e indol, los sustratos. Piridoxal Fosfato: grupo prostético de la enzima triptófano sintetasa. L – serina + Indol L - triptófano

35 4. En la formación de complejos ES se muestra un alto grado de estero especificidad. Ejemplo: La D-Serina no es sustrato de la Triptofano Sintetasa.

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37 5. Los complejos ES algunas veces pueden se aislados en forma pura. A+B = C Puede aislarse el complejo EA, si la enzima tiene una afinidad alta para A, y B está ausente de la mezcla. Puede aislarse el complejo EA, si la enzima tiene una afinidad alta para A, y B está ausente de la mezcla.

38 A una concentración de enzima constante, la velocidad de reacción aumenta con la concentración de sustrato, hasta que alcanza una velocidad máxima. A una concentración de enzima constante, la velocidad de reacción aumenta con la concentración de sustrato, hasta que alcanza una velocidad máxima. La primera etapa de la catálisis enzimática es la formación de un complejo enzima-sustrato. La primera etapa de la catálisis enzimática es la formación de un complejo enzima-sustrato.

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40 La formación y rotura de un enlace químico por un enzima viene precedida por la formación de un complejo Enzima- Sustrato (ES). El sustrato queda ligado a una región específica del enzima llamado Centro activo. La formación y rotura de un enlace químico por un enzima viene precedida por la formación de un complejo Enzima- Sustrato (ES). El sustrato queda ligado a una región específica del enzima llamado Centro activo.

41 A una concentración de enzima constante, la velocidad de reacción aumenta con la concentración del sustrato hasta una velocidad máxima. A una concentración de enzima constante, la velocidad de reacción aumenta con la concentración del sustrato hasta una velocidad máxima. En 1913, Leonor Michaelis, interpretó la velocidad máxima de una reacción catalizada por un enzima en términos de la formación de un complejo Enzima-Sustrato (ES) directo, a concentraciones de sustrato suficientemente elevadas, los centros catalíticos están ocupados por él, y por lo tanto, la velocidad de reacción alcanza un máximo. En 1913, Leonor Michaelis, interpretó la velocidad máxima de una reacción catalizada por un enzima en términos de la formación de un complejo Enzima-Sustrato (ES) directo, a concentraciones de sustrato suficientemente elevadas, los centros catalíticos están ocupados por él, y por lo tanto, la velocidad de reacción alcanza un máximo.

42 CARACTERÍSTICAS DE LOS CENTROS ACTIVOS El centro activo de una enzima es la región que une al sustrato y contribuye con los residuos que participan directamente en la producción y rotura de enlaces. El centro activo de una enzima es la región que une al sustrato y contribuye con los residuos que participan directamente en la producción y rotura de enlaces.

43 1. El centro activo supone una porción relativamente pequeña del volumen total de enzima. Casi todas las enzimas están constituidas por más de 100a.a., una masa mayor a 10kdal y un diámetro mayor de 25Å

44 2. El centro activo es una identidad tridimensional compleja, compuesta de grupos que proceden de diferentes partes de la secuencia lineal de a.a. 3. Los sustratos se unen a las enzimas por fuerzas relativamente débiles.

45 Los sitios activos pueden incluir residuos distantes Los sitios activos pueden incluir residuos distantes

46 Puentes de Hidrógeno entre una enzima y un sustrato Puentes de Hidrógeno entre una enzima y un sustrato

47 4. Los centros activos son hoyos o hendiduras que contienen varios residuos polares que son esenciales para la unión o catálisis. 5. La especificidad del enlace depende de la disposición exactamente definida de los átomos del centro activo.

48 Modelo Llave-Cerradura

49 Modelo del Ajuste Inducido

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51 Los centros activos de algunas enzimas no son rígidos. La forma del centro activo viene modificada por su unión al sustrato. Los centros activos de algunas enzimas no son rígidos. La forma del centro activo viene modificada por su unión al sustrato. El centro activo tiene una forma complementaria a la del sustrato solamente después de que el sustrato queda ligado. El centro activo tiene una forma complementaria a la del sustrato solamente después de que el sustrato queda ligado.

52 Valores de la reacción H 2 O 2 H 2 O + ½ O 2 a diferentes condiciones experimentales. Condición Kcal.mol -1 Sin catalizadores 18 Con platino Coloidal (Catalizador inorgánico) 13 Con la enzima Catalasa (peroxidasa) 7

53 Clasificación de las enzimas de acuerdo a la comisión de enzimas de la IUB. (Internacional Union of Biochemistry) Grupo Nº Nombre Genérico Reacción-Ejemplo 1 Oxido – reductasas Oxidación y reducción AH 2 + B A + BH 2 2Transferasas Transferencia de grupos A–P + B A + B–P 3HidrolasasHidrólisis A – B + H 2 O A –OH +B-H

54 Clasificación de las enzimas de acuerdo a la comisión de enzimas de la IUB. (Internacional Union of Biochemistry) Grupo Nº Nombre Genérico Reacción-Ejemplo 4Liasas Adición a dobles enlaces 5 Isomerasas IsomerasasIsomerización enantiómero D enantiómero L 6 Ligasas Ligasas Formación de nuevos enlaces con la ruptura de ATP A + B + ATP A – B + ADP + Pi CC +X 2 C C X X

55 Clasificación internacional de las enzimas (denominaciones de las clases, números de códigos, tipos de reacciones catalizadas.) Clasificación internacional de las enzimas (denominaciones de las clases, números de códigos, tipos de reacciones catalizadas.) 1. Oxido – reductasas (Reacciones de oxido-reducción) 1.1actúan sobre CH – OH 1.2C = O 1.3C = C H 1.4C H – N H 2 1.5C H – N H 1.6actúan sobre NADH o NADPH

56 Oxido-reductasas

57 Clasificación internacional de las enzimas (denominaciones de las clases, números de códigos, tipos de reacciones catalizadas.) Clasificación internacional de las enzimas (denominaciones de las clases, números de códigos, tipos de reacciones catalizadas.) 2. Transferasas (Transferencia de grupos funcionales) 2.1 Grupos de un átomo de carbono 2.2 Grupos aldehídicos o cetónicos 2.3 Grupos acila 2.4 Grupos glucosilo 2.5 Grupos fosfato 2.6 Grupos que contienen azufre

58 Transferasa

59 Clasificación internacional de las enzimas (denominaciones de las clases, números de códigos, tipos de reacciones catalizadas.) Clasificación internacional de las enzimas (denominaciones de las clases, números de códigos, tipos de reacciones catalizadas.) 3. Hidrolasas (Reacciones de hidrólisis) 3.1 ésteres 3.1 ésteres 3.2 enlaces glucosídicos 3.3 enlaces peptídicos 3.4 otros enlaces C – N 3.5 anhídridos de ácido

60 Hidrolasas

61 4. Liasas (adición a los dobles enlaces) 4.1 C = C 4.2 C = O 4.3 C = N 5. Isomerasas (reacciones de isomerización) 5.1 racemasas

62 6. Ligasas (Formación de enlaces con escisión de ATP) 6.1 C – O 6.2 C – S 6.3 C – N 6.4 C – C

63 KM de algunas enzimas Enzima y sustrato KM (mn) Catalasa H2O225 H2O225Hexoquinasa Glucosa0.15 Glucosa0.15 Fructosa1.50 Fructosa1.50Quimotripsina N – Benzoiltirosinamida2.5 N – Benzoiltirosinamida2.5 N – Formiltirosinamida 12.0 N – Formiltirosinamida 12.0 N - Acetiltirosinamida 32 N - Acetiltirosinamida 32 Gliciltirosinamida 122 Gliciltirosinamida 122 Anhidrasa Carbónica 9.0 Glutamato –deshidrogenasa Glutamato 0.12 Glutamato 0.12 L. Cetoglurarato 2.0 NH L. Cetoglurarato 2.0 NH

64 Ejemplos de algunas enzimas que contienen o requieren iones metálicos como cofactores. alcohol deshidrogenasa arginasa anhidrasa carbónica Fosfotransferasas anhidrasa carbónica Fosfotransferasas carboxipeptidasa carboxipeptidasa o Tirosinasa piruvato quinasa Tirosinasa piruvato quinasa Citocromo oxidasa Citocromo oxidasa K+K+K+K+

65 Ejemplos de algunas enzimas que contienen o requieren iones metálicos como cofactores. Fosfohidrolasas citocromos Fosfohidrolasas citocromos Fosfotransferasas peroxidasas Fosfotransferasas peroxidasas ferredoxina ferredoxina

66 Ejemplos de algunas coenzimas con indicación de su procedencia vitamínica y los grupos involucrados en la reacción. Coenzima Vitamina precursora Grupos involucrados NAD+ o NADP+ niacina o nicotinamida átomo de hidrógeno (e-) FAD o FMN riboflavina (B2) átomo de hidrógeno (e-) Pirofosfato de Tiamina Tiamina (B1) aldehídos R C H O

67 Ejemplos de algunas coenzimas con indicación de su procedencia vitamínica y los grupos involucrados en la reacción. Coenzima Vitamina precursora Grupos involucrados Fosfato de piridoxal piridoxina (B6) amino –NH 2 o –NH 3 Coenzima A ácido pantoténico acilo Cobalamina o cobalamida cobalamina (B12) alquilo (grupo que contiene átomos de C y H) R C H O

68 Ejemplos de algunas coenzimas con indicación de su procedencia vitamínica y los grupos involucrados en la reacción. Coenzima Vitamina precursora Grupos involucrados Biotina o biocitina biotinacarboxilo Tetrahidrofolato ácido fólico meril, mutilen, formil, Formimino, etc. C OH O R = Grupo alquilo que contiene átomos de Carbono e Hidrógeno X = grupo diferente a un alquilo ó Hidrogeno

69 CINÉTICA DE LA CATÁLISIS ENZIMÁTICA

70 Las enzimas aceleran las reacciones por la disminución de la energía libre de activación. Las enzimas aceleran las reacciones por la disminución de la energía libre de activación.

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74 Transcurso de la formación de un complejo enzima-sustrato en función del tiempo e iniciación del estado estacionario, tal como se deduce de la resolución por computador de los datos obtenidos en un experimento real con una enzima típica. Transcurso de la formación de un complejo enzima-sustrato en función del tiempo e iniciación del estado estacionario, tal como se deduce de la resolución por computador de los datos obtenidos en un experimento real con una enzima típica.

75 Números máximos de recambio de algunas enzimas Enzima Número de recambio (por segundo) Anhidrasa Carbónica Acetilcolinesterasa Penicilinasa2.000 Quimotripsina100 DNA polimerasa I 15 Lisozima

76 Diagrama de energía para una reacción química

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78 Para muchas enzimas, la velocidad de catálisis (V), varía con la concentración de sustrato [S], en la forma como muestra la figura. Para muchas enzimas, la velocidad de catálisis (V), varía con la concentración de sustrato [S], en la forma como muestra la figura. A una determinada concentración de enzima, la V es casi proporcional a [S] cuando la [S] es pequeña. Cuando la [S] es elevada, la V es prácticamente independiente de [S]. A una determinada concentración de enzima, la V es casi proporcional a [S] cuando la [S] es pequeña. Cuando la [S] es elevada, la V es prácticamente independiente de [S].

79 En 1913, Leonor Michaelis y Maud Menten hicieron la propuesta de un modelo sencillo. En 1913, Leonor Michaelis y Maud Menten hicieron la propuesta de un modelo sencillo. E + S ES E + P K1K1 K2K2 K3K3

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81 Una enzima se combina con S para formar un complejo ES con una constante de velocidad K1. Una enzima se combina con S para formar un complejo ES con una constante de velocidad K1. El complejo ES tiene dos destinos posibles: El complejo ES tiene dos destinos posibles: –Puede disociarse hasta E y S, con una constante de velocidad K 2; o –puede continuar hasta formar un producto P, con una constante de velocidad K 3.

82 La velocidad catalítica es igual al producto de la concentración del complejo ES por K 3. La velocidad catalítica es igual al producto de la concentración del complejo ES por K 3.

83 Las velocidades de formación y de destrucción de ES vienen dadas por: Las velocidades de formación y de destrucción de ES vienen dadas por: Velocidad de formación de ES = (3) Velocidad de destrucción de ES = (4)

84 En el estado estacionario las concentraciones de los intermediarios permanecen invariables y las concentraciones de los materiales de partida y de los productos van cambiando. En el estado estacionario las concentraciones de los intermediarios permanecen invariables y las concentraciones de los materiales de partida y de los productos van cambiando. El Estado estacionario ocurre cuando la velocidad de formación y de destrucción del complejo ES son iguales. El Estado estacionario ocurre cuando la velocidad de formación y de destrucción del complejo ES son iguales.

85 Igualando las ecuaciones (3) y (4) tenemos, Igualando las ecuaciones (3) y (4) tenemos, (5)

86 reagrupando la ecuación (5) reagrupando la ecuación (5) (6)

87 KM denominada la constante de Michaelis se define como : KM denominada la constante de Michaelis se define como : (7)

88 Sustituyendo en la ecuación (6), resulta Sustituyendo en la ecuación (6), resulta

89 La concentración de sustrato no combinado [S] es casi igual a la concentración total de sustrato, bajo el supuesto que la concentración de enzima es mucho más baja que la concentración de sustrato. La concentración de sustrato no combinado [S] es casi igual a la concentración total de sustrato, bajo el supuesto que la concentración de enzima es mucho más baja que la concentración de sustrato.

90 La concentración de enzima no combinada [E], es igual a la concentración total del enzima E T,menos la concentración de la enzima formando parte del complejo ES. La concentración de enzima no combinada [E], es igual a la concentración total del enzima E T,menos la concentración de la enzima formando parte del complejo ES. (9)

91 sustituyendo [E] en la ecuación (8) por esta expresión: sustituyendo [E] en la ecuación (8) por esta expresión: (10)

92 Reagrupando la ecuación (10) Reagrupando la ecuación (10) (11)

93 O bien, O bien, (12)

94 Sustituyendo en la ecuación (2) por esta expresión, obtenemos: Sustituyendo en la ecuación (2) por esta expresión, obtenemos:

95 La velocidad máxima (V max ) se obtiene cuando los centros del enzima están saturados con sustrato. (cuando [S] es mucho mayor que K M, se aproxima a 1). La velocidad máxima (V max ) se obtiene cuando los centros del enzima están saturados con sustrato. (cuando [S] es mucho mayor que K M, se aproxima a 1).

96 Entonces: Entonces: (14)

97 Sustituyendo la ecuación (14) en la ecuación (13) se obtiene la ecuación de Michaelis–Menten. Sustituyendo la ecuación (14) en la ecuación (13) se obtiene la ecuación de Michaelis–Menten. (15)

98 A concentraciones bajas de sustrato, cuando [S] es mucho menor que KM, A concentraciones bajas de sustrato, cuando [S] es mucho menor que KM, la velocidad de la reacción es directamente proporcional a la concentración del sustrato.

99 A concentraciones elevadas de sustrato, cuando la [S] es mucho mayor que K M, V=V max. La velocidad es independiente de la concentración del sustrato. A concentraciones elevadas de sustrato, cuando la [S] es mucho mayor que K M, V=V max. La velocidad es independiente de la concentración del sustrato.

100 Dependencia de Velocidad vs. [S]

101 El significado de K M, es evidente en la ecuación (15) cuando [S]= K M, entonces V=V max /2. El significado de K M, es evidente en la ecuación (15) cuando [S]= K M, entonces V=V max /2. K M es aquella concentración de sustrato a la cual la velocidad de reacción se hace la mitad de su valor máximo. K M es aquella concentración de sustrato a la cual la velocidad de reacción se hace la mitad de su valor máximo.

102 KM de algunas enzimas Enzima y sustrato KM (mn) Catalasa H2O225 H2O225Hexoquinasa Glucosa0.15 Glucosa0.15 Fructosa1.50 Fructosa1.50Quimotripsina N – Benzoiltirosinamida2.5 N – Benzoiltirosinamida2.5 N – Formiltirosinamida 12.0 N – Formiltirosinamida 12.0 N - Acetiltirosinamida 32 N - Acetiltirosinamida 32 Gliciltirosinamida 122 Gliciltirosinamida 122 Anhidrasa Carbónica 9.0 Glutamato –deshidrogenasa Glutamato 0.12 Glutamato 0.12 L. Cetoglurarato 2.0 NH L. Cetoglurarato 2.0 NH

103 Números máximos de recambio de algunas enzimas Enzima Número de recambio (por segundo) Anhidrasa Carbónica Acetilcolinesterasa Penicilinasa2.000 Quimotripsina100 DNA polimerasa I 15 Lisozima

104 Es conveniente transformar la ecuación de Michaelis –Menten en otra que, representada gráficamente, resulte una línea recta. Es conveniente transformar la ecuación de Michaelis –Menten en otra que, representada gráficamente, resulte una línea recta.

105

106 Representación de Lineweaver-Burk: 1/v contra 1/(s)

107

108 Representación de Eadie-Hofstee: v contra v/(s)

109 Significado de los valores de K M y V max. La constante de Michaelis, K M, tiene dos significados: La constante de Michaelis, K M, tiene dos significados: 1. La K M es la concentración de sustrato a la cual la mitad de los centros activos están ocupados. Una vez conocida K M, la fracción de centros llenos (f ES ), a cualquier concentración de sustrato puede calcularse a partir de

110 (17)

111 2. K M se relacionan con la constante de velocidad de las etapas individuales, en el esquema catalítico de la ecuación (1). K M se define como: K M = (K 2 + K 3 )K 1. Considerando K 2 > K 3.

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113 La constante de disociación del complejo ES viene dada por: La constante de disociación del complejo ES viene dada por: (19)

114 K M es igual a la constante de disociación del complejo ES, si K 3 es mucho menor que K 2. K M es igual a la constante de disociación del complejo ES, si K 3 es mucho menor que K 2. K M es la medida de la estabilidad del complejo ES. Una K M alta indica unión débil, una K M baja indica unión fuerte. K M es la medida de la estabilidad del complejo ES. Una K M alta indica unión débil, una K M baja indica unión fuerte.

115 La velocidad máxima, V max, revela el número de recambio de una enzima Turnover number, cuando se conoce la concentración de centros activos, porque La velocidad máxima, V max, revela el número de recambio de una enzima Turnover number, cuando se conoce la concentración de centros activos, porque (20)

116 La constante cinética K 3 se denomina número de recambio. La constante cinética K 3 se denomina número de recambio. El número de recambio de una enzima es el número de moléculas de sustrato convertidas en producto por unidad de tiempo, cuando la enzima está completamente saturada de sustrato. El número de recambio de una enzima es el número de moléculas de sustrato convertidas en producto por unidad de tiempo, cuando la enzima está completamente saturada de sustrato.

117 Valores de la K M de algunas enzimas Enzima Sustrato KM Enzima Sustrato KM Quimotripsina Acetil –L-Triptofanamida5 x M Lisozima Hexa –N- Acetilylucosamina 6 X M -Galactosidasa Lactosa 4 x M Treonina desaminasa Treonina 5 X M Anhidrasa Carbónica CO 2 8 X M Penicilinasa Bencilpenicinina 5 X M Piruvato Carboxilasa Piruvato 4 X M

118 Valores de la K M de algunas enzimas Enzima Sustrato KM Enzima Sustrato KM Piruvato Carboxilasa HCO 3 - 1x10 -3 M ATP 6x10 -5 M ATP 6x10 -5 M Arginina –ERNA-Arginina 3x10 -6 M Sintetasa ERNA4x10 -7 M ATP 3x10 -4 M ATP 3x10 -4 M

119 Números de recambio máximo de algunas enzimas. Enzimas Número de recambio (por segundo) Anhidrasa Carbónica – Cestosteroide isomerasa Acetilcolinesterasa Penicilinasa Lactosa deshidrogenasa Quimotripsina100 DNA polimerasa I15 Triptófano sintetasa 2 Lisozima 0.5


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