CONCENTRACIÓN DE ENZIMA FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN CONCENTRACIÓN DE ENZIMA Cantidad saturante de sustrato, pH y T°C constantes Se establece la relación entre Cantidad y Actividad de enzima Velocidad de reacción directamente proporcional a la concentración de enzima ACTIVIDAD ENZIMÁTICA CONCENTRACIÓN DE ENZIMA

FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN TEMPERATURA [E], [S], pH: constantes Temperatura óptima

pH óptimo 7 6 8

FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN EFECTO DEL pH [E], T°C, [S]: constantes

A pH extremos se produce la desnaturalización de la E. Los cambios de pH del medio afectan el estado de ionización de los grupos funcionales tanto en la E como en el S. Para la formación del complejo [ES] es necesaria una adecuada distribución de cargas de ambas moléculas. A pH extremos se produce la desnaturalización de la E.

FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN CONCENTRACIÓN DEL SUSTRATO [E], pH, T°C: constantes Reacción de primer orden: existe proporcionalidad entre velocidad y [S]. Michaelis- Menten (1913) Curva hiperbólica Reacción de 1° orden

ECUACIÓN DE MICHAELIS- MENTEN Relación precisa entre velocidad inicial y [S] Constante de Michaelis ( Km) Es característica de una enzima y su sustrato particular Refleja la afinidad del sustrato por la enzima. Km es numéricamente igual a la concentración del sustrato que corresponde a una velocidad de reacción igual a la mitad de la velocidad máxima.

Orden de la reacción Cuando [S] es menor a Km, la velocidad de reacción es proporcional a la [S] por lo tanto la velocidad de reacción es de primer orden con respecto al sustrato. Cuando [S] es mayor a Km, la velocidad de reacción es constante e igual a Vmax por lo tanto la velocidad de reacción es de orden cero con respecto a la concentración del sustrato.

E + P ES E + S ECUACIÓN DE MICHAELIS- MENTEN k1 k -1 k2 Reacción de orden cero Reacción de 1° orden Hablar de Km y orden de la reaccion V0= Velocidad inicial de la reacción Vmáx= Velocidad Máxima Km= constante de Michaelis [S]= concentración del sustrato

La ecuación de Michaelis- Menten puede ser transformada algebraicamente en ecuaciones utilizables para la determinación práctica del valor de Km. Es decir, transformamos matemáticamente una curva hiperbólica en una recta. Al invertir la ecuación de Michaelis- Menten se obtiene la ecuación de una recta llamada: LINEWEAVER-BURK

Ordenada al origen = 1/Vmáx. Intersección c/eje x = - 1/Km GRÁFICA DE LINEWEAVER-BURK Ordenada al origen = 1/Vmáx. Intersección c/eje x = - 1/Km El valor de km guarda relación inversa con la afinidad de la E por el S A MAYOR AFINIDAD, MENOR VALOR DE Km

INHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA INHIBIDORES IRREVERSIBLES Sustancias que producen un cambio permanente en la molécula de enzima. Producen un deterioro permanente de su capacidad catalítica. Ej. Insecticidas, «inhibidores suicidas» (semejantes estructuralmente al S y ocupan el sitio activo, caso del allopurinol- xantina oxidasa) INHIBIDORES REVERSIBLES Sustancias que producen un cambio de la capacidad catalítica de la enzima pero su acción no es permanente, el complejo EI se disocia rápidamente. La inhibición reversible puede ser: competitiva, no competitiva y acompetitiva

INHIBIDORES REVERSIBLES COMPETITIVOS Reacción de succinato deshidrogenas en pizarron

La inhibición de tipo competitivo se revierte aumentando la [S]. El efecto de inhibición competitiva se logran por diferentes mecanismos: I con estructura similar al S y ambos compiten por el sitio activo de la E. I que se unen al sitio activo aunque no tengan similitud estructural con el S, I y S se unen a diferentes sitios de la E, pero la unión de uno impide la del otro, porque induce cambios conformacionales en la E. La inhibición de tipo competitivo se revierte aumentando la [S]. De ese modo tiende a desplazar al I de su unión con la enzima.

INHIBIDORES REVERSIBLES NO COMPETITIVOS Se unen a la E en un sitio diferente al sitio activo Este tipo de inhibición no es revertida por aumento de la [S]

INHIBIDORES ACOMPETITIVOS Son inhibidores reversibles. El I se une al complejo ES  ESI Hay 2 reacciones que producen: 1- ESI 2- P Este tipo de inhibición se da en casos en los cuales participan varios sustratos en la reacción. No es revertida por aumento de la [S].

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA La AE en las células se ajustan a las necesidades fisiológicas, cambiantes permanentemente. A [S] bajas, la AE es proporcional a los niveles de S. En condiciones fisiológicas, la [S] se encuentra por debajo o próxima al Km, así los niveles de S, determinarán la mayor o menor AE. A mayor [S]  mayor AE La E que cataliza la primera etapa de una vía metabólica suele reguladora.

ALOSTÉRICAS REGULADAS POR MODIFICACIÓN COVALENTE REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Según el tipo de señal a la cual responden, las enzimas reguladoras pueden ser: ALOSTÉRICAS REGULADAS POR MODIFICACIÓN COVALENTE

Regulación por retroinhibición o Feed- back negativo ENZIMAS ALOSTÉRICAS Regulación por retroinhibición o Feed- back negativo Tanto la inhibición como la activación son reversibles. El agente modificador actúa uniéndose a la E en un sitio diferente al sitio catalítico Estas Enzimas Alostéricas, además del sitio catalítico, presentan otros sitios reguladores donde se unirán moléculas que actúan sobre su AE. Estos son  Moduladores, modificadores o efectores alostéricos (positivos o negativos de la AE). Efector Homotrópico: el propio sustrato actúa como efector positivo. Efector Heterotrópico: efector diferente del sustrato.

(modificación enzimática inmediata) REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA ENZIMAS ALOSTÉRICAS (modificación enzimática inmediata) Curvas sigmoideas

MODIFICACIÓN COVALENTE REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA MODIFICACIÓN COVALENTE (modificación enzimática inmediata o minutos ) QUINASA DE PROTEÍNAS ATP ADP ENZIMA OH OPO3= HPO4= H2O FOSFATASA DE PROTEÍNAS Adición o remoción de grupos fosfato sobre residuos de Serina, Treonina o Tirosina específicos de la enzima. Quinasas de proteínas familia de enzimas que catalizan reacciones de fosforilación utilizan como dador del grupo fosfato al ATP. Fosfatasas de proteínas separan los grupos fosfatos de las enzimas fosforiladas

INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS ENZIMÁTICA REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA INDUCCIÓN Y REPRESIÓN DE LA SÍNTESIS ENZIMÁTICA (modificación enzimática en horas o días) INDUCCIÓN síntesis enzimática aumentada REPRESIÓN síntesis enzimática disminuida CONSECUENCIA cambios en la población total de sitios activos. Una enzima puede responder a más de un tipo de regulación

Enzimas diagnósticas de enfermedades cardíacas Creatina Quinasa (CK o CPK) Lactato deshidrogenasa (LDH) Aspartato amino transferasa (ASAT- GOT) Alanina amino transferasa (ALAT- GPT) Otros marcadores: proteínas como mioglobina, troponinas, proteína de enlace de ácidos grasos (FABP), enzima glucógeno fosforilasa.

Enzimas relacionadas con las enfermedades hepáticas Transaminasas (ALAT y ASAT) Fosfatasa alcalina (FAL) Gama- glutamil- transferasa (GGT)

Enzimas relacionadas con daño pancreático Amilasa sérica y urinaria Lipasa Tripsinógeno sérico y urinario Quimotripsina y elastasa en heces