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ENZIMAS CATALIZADORES BIOLÓGICOS QUE: Velocidades de reacción 10 6 -10 12 > que las reacciones no catalizadas y varios órdenes de magnitud más que la catálsis.

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Presentación del tema: "ENZIMAS CATALIZADORES BIOLÓGICOS QUE: Velocidades de reacción 10 6 -10 12 > que las reacciones no catalizadas y varios órdenes de magnitud más que la catálsis."— Transcripción de la presentación:

1 ENZIMAS CATALIZADORES BIOLÓGICOS QUE: Velocidades de reacción > 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

2 Enzimas : Catalizadores biológicos Disminuyen energía de activación e incrementan la velocidad de reacción

3 Catalasa. 2H 2 O 2 -> 2H 2 O + O 2 Una molécula de catalasa rompe 40 millones moléculas de peróxido por segundo.

4 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 Factores que influyen en la actividad enzimática

5 pH Temperatura °C Actividad enzimática Estructura terciaria: fuerzas no covalentes Cambios en pH alteran el estado de ionización de aa cargados (e.g., Asp, Lys): unión a sustrato o acción catalítica Puentes de hidrógeno se rompen por incrementos de temperatura : altera la conformación 3D

6 Estereoespecificidad: proteasas: L-aa D-glucosa Especificidad geométrica: pocos compuestos relacionados

7 PRINCIPALES REACCIONES DE LAS ENZIMAS

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11 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

12 ECUACIONES DE VELOCIDAD REACCIONES ELEMENTALES A P A I 1 I 2 P INTERMEDIARIOS

13 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

14 ORDEN DE LA REACCIÓN 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

15 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

16 ECUACIÓN DE MICHAELIS- MENTEN 1902: ADRIAN BROWN : SACAROSA + H 2 O GLUCOSA+ FRUCTOSA INVERTASA CUANDO SACAROSA>>>ENZIMA REACCIÓN INDEPENDIENTE DE SACAROSA: ORDEN CERO E + S ES P + E COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO k1k1 k -1 k2k2

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18 Cuando [S] es suficientemente alta para que toda E Se vuelve el paso limitante E + S ES P + E k1k1 k -1 k2k2 Insensible a más adición de [S] V= d[P]/ dt= k 2 [ES] d[ES]/dt= k 1 [E][S]-k -1 [ES]-k 2 [ES] No es integrable!!!!!!!!!!

19 Sustrato está en exceso constante Briggs y Haldane 1925

20 V= d[P]/ dt= k 2 [ES] d[ES]/dt= k 1 [E][S]-k -1 [ES]-k 2 [ES] d[ES]/dt=0 edo estacionario y [E] T = [E] +[ES] [ES]= [E] T [S] / K M + [S] Donde K M = (k -1 + k 2 )/ k 1 = cte. de Michaelis Entonces : Vo= (d[P]/dt) t=0 = k 2 [ES]= k 2 [E] T [S] / K M + [S] medibles No medibles

21 ¿Porqué considerar únicamente tiempos iniciales? Vo: minimiza efectos de reversibilidad inhibición por producto inactivación enzimática Vmax: ocurre a alta [S]: enzima está saturada: [ES] [E] T =[E]+[ES] Vo=k 2 [ES] Vmax= k 2 [E] T 0

22 Si Vo= k 2 [E] T [S] / K M + [S] y Vmax= k 2 [E] T Vo= Vmax [S] / K M + [S] ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN

23 HIPERBOLA RECTANGULAR =CTE. MICHAELIS

24 Cuando [S]=K M Vo= Vmax / 2 K M = [S] a la que la velocidad de reacción Es la mitad de la velocidad máxima

25 K M = [S] a la que la velocidad de reacción Es la mitad de la velocidad máxima Si K M es pequeña: requiero poco sustrato para alcanzar la mitad de Vmax: Se logra máxima eficiencia catalítica a baja [S] K M depende de cada enzima sustrato temperatura y pH

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27 E + S ES P + E k1k1 k -1 k2k2 K M = (k -1 + k 2 )/ k 1 K M = (k -1 / k 1 )+ (k 2 / k 1 ) Cte. de Disociación de [ES] = Ks Ks= 1 / 0.1 = 10 [E] + [S] [ES] >disociación < afinidad X S Ks= 1 /10 = 0.1 [E] + [S] [ES] afinidad X S

28 K M = (k -1 + k 2 )/ k 1 K M = Ks +(k 2 / k 1 ) Si es pequeño predomina Ks K M es una medida de afinidad

29 Cálculo de parámetros Poco preciso Lineweaver-Burk Ec. Doble recíprocos Vo= Vmax [S] / K M + [S] ECUACIÓN DE MICHAELIS- MENTEN 1 K M 1 1 Vo= Vmax [S] + Vmax ECUACIÓN DE Lineweaver- Burk

30 1 K M 1 1 Vo= Vmax [S] + Vmax Y = m x + b = b = m


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