El documento describe la cinética enzimática y los factores que afectan la actividad de las enzimas. Las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones bioquímicas y cuya actividad depende de factores como la concentración de sustrato, pH y temperatura. La velocidad de una reacción catalizada por una enzima sigue la ecuación de Michaelis-Menten y puede ser inhibida por sustancias que compiten con el sustrato o se unen de forma covalente a la enzima.

1. Cinética enzimática

2. Estructura de las enzimas
• Las enzimas son proteínas.
• Las proteínas tienen :
 estructura primaria,
 secundaria,
 terciaria y
 algunas cuaternaria

3. Cinética enzimática
Estudia las propiedades de la actividad enzimática y los factores que la
afectan

4. Velocidad enzimática
Es la cantidad de producto formado por unidad de tiempo.
Generalmente se expresa en: micromoles/minuto

5. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Tiempo
Producto
formado
Y
X
= Cantidad de producto
tiempo
= Velocidad

6. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Tiempo
Producto
formado
¿Por qué la velocidad
de reacción no es
indefinidamente
lineal?
Por lo siguiente:
• La reacción ha llegado al equilibrio
• La enzima se desnaturaliza después de un tiempo
• El producto de la reacción tiene un efecto inhibidor
sobre la enzima

7. Esquema de una reacción catalizada
por enzimas
+ S ES E +P
Enzima Sustrato Complejo
enzima-sustrato
Enzima Producto
E

8. E + S ES E+ P
Sitio activo

9. + +
+ +
+ +
Baja [S]:
Intermedia [S]:
Saturante [S]:

10. + +
Exceso [S]
+ +
Gran Exceso [S]

11. 0
10
20
30
40
50
60
Concentración de sustrato
Velocidad
de la
reacción
Velocidad maxima = Vmax
Km = Vmax / 2

12. 0
10
20
30
40
50
60
Concentración de sustrato
Velocidad
de la
reacción
Velocidad maxima = Vmax
Km = Vmax / 2
¿Cuál es la
relación entre [S]
y la velocidad de
una reacción
catalizada por
una enzima?
Son las siguientes:
• A baja [S], la velocidad es directamente proporcional a [S]
• A muy alta [S], la velocidad es independiente de [S] y es máxima
• Existe una [S], en que la velocidad es la mitad de la Velocidad
máxima (Vmax). Esta [S] se denomina constante de Michaelis o Km

13. Constante de Michaelis-Menten
• Es la concentración de substrato a la cual la velocidad de reacción es la
mitad de la Vmax (Km= Vmax/2).
• Su simbolo es Km
• La ecuacion matematica de Michaelis-Menden relaciona [S] con la velocidad
de la reacción, originando una curva.

14. Constante de Michaelis-Menten
• Es característica de la enzima y particular para un substrato.
• Refleja la afinidad de la enzima por ese substrato en una relación
inversamente proporcional.
• Km no varía con la concentración de enzima.

15. Significado de una Km pequeña
• Refleja una alta afinidad de la enzima por su substrato, porque a una baja
concentración del mismo, la enzima a desarrollado ya la mitad de la
velocidad máxima.

16. Significado de una Km grande
• Refleja una baja afinidad de la enzima por su substrato, porque a una
concentración elevada del mismo, la enzima desarrolla la mitad de la
velocidad máxima.

17. Grafico de Lineweaver-Burk
• Grafica usada para determinar fácilmente la Km y la Vmax de una enzima.
• Su ecuación matemática se origina relacionando la inversa de la [S] con la
inversa de la V originando una línea recta.

19. Hay enzimas que no obedecen la ecuación de Michaelis-Menten. Se
dice que su cinética no es Michaeliana. Esto ocurre con los enzimas
alostéricos, cuya gráfica v frente a [S] no es una hipérbola, sino una
sigmoide. En la cinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en
una zona crítica (cercana a la Km) se traduce en grandes variaciones
en la velocidad de reacción.

20. Actividad enzimática
• El katal es una unidad de actividad enzimática
• Se define como la cantidad de enzima que transforma 1 mol de
sustrato/segundo.
• Su simbolo es kat

21. Factores que afectan la actividad
enzimatica
• Concentración de la enzima
• Concentración del sustrato
• Temperatura
• pH
• Presencia de inhibidores

22. Efecto de la concentración de la enzima
en la actividad enzimatica

23. Efecto del pH en la actividad enzimatica

24. Efecto de la temperatura en la actividad
enzimática

25. Inhibidor enzimático
• Efector que hace disminuir la actividad enzimática, a través de
interacciones con el centro activo u otros centros específicos
(sitio alostérico)
Se excluye todos aquellos agentes que desnaturalizan la
enzima

26. Inhibidor enzimático - clasificación
Según el lugar en donde se une el inhibidor puede ser :
I. ISOSTÉRICOS
Ejercen su acción sobre el centro activo
II. ALOSTÉRICOS
Ejercen su acción sobre el sitio o sitios alostericos, (no
sobre el centro activo) causando un cambio conformacional
con repercusión negativa en la actividad enzimática.

27. INHIBIDOR
ENZIMATICO
Isostérico
Alosterico
Si se une al sitio activo
Si no se une al sitio activo

28. Inhibidor enzimático - clasificación
Según el tipo de unión del inhibidor puede ser :
1. INHIBIDOR REVERSIBLE:
Establece un equilibrio con la enzima libre, con el complejo
enzima-substrato o con ambos:
E + I EI
2. INHIBIDOR IRREVERSIBLE:
Modifica químicamente a la enzima:
E + I E’
ES + I ESI

29. Reversible
Irreversible
Competitiva
No competitiva
Acompetitiva
Unión covalente
INHIBIDOR
ENZIMATICO
puede unirse

30. Inhibición enzimática
• INHIBIDORES REVERSIBLES:
 Competitivos
 No competitivos
 Acompetitivos
• INHIBIDORES IRREVERSIBLES:
 Uniones covalentes

31. Inhibición competitiva

32. Los inhibidores competitivos son sustancias, muchas veces similares químicamente a los
sustratos, que se unen al centro activo impidiendo con ello que se una el sustrato. El
proceso es reversible y depende de la cantidad de sustrato y de inhibidor, pues ambos
compiten por la enzima.
Enzima
Enzima
sustrato
inhibidor
Sin inhibidor
con inhibidor
Inhibición competitiva

33. Inhibición competitiva

34. E ES
EI
I
S
E + P
Inhibición
Competitiva
Las fijaciones de substrato e inhibidor son
mutuamente exclusivas; el complejo EI no es productivo

35. E ES
EI
I
S
E + P
Características:
• Las fijaciones de substrato e inhibidor son mutuamente exclusivas
• A muy altas concentraciones de substrato desaparece la inhibición
• Por lo general, el inhibidor competitivo es un análogo químico del
substrato.
• El inhibidor es tan específico como el substrato
Se define una constante de
equilibrio de disociación del
inhibidor:
Ki =
[E] [I]
[EI]
Inhibición Competitiva

36. Inhibición no competitiva

37. Inhibicion no competitiva

38. E ES
EI
I
S
E + P
I
ESI
S
Inhibición
No Competitiva
El inhibidor se fija indistintamente a la enzima libre E
y al complejo enzima-substrato ES;
ni el complejo EI
ni el complejo ESI son productivos

39. Inhibición acompetitiva

40. Inhibición acompetitiva

41. E ES
S
E + P
I
ESI
Inhibición
Anticompetitiva
El inhibidor sólo puede fijarse al complejo ES;
el complejo ESI no es productivo

42. Acompetitiva

43. INHIBICIÓN
REVERSIBLE Resumen
• El inhibidor se fija al centro activo de la enzima libre,
impidiendo la fijación del substrato:
INHIBICIÓN COMPETITIVA
• El inhibidor se fija a la enzima independientemente de que lo
haga o no el substrato; el inhibidor, por tanto, no impide la
fijación del substrato a la enzima, pero sí impide la acción
catalítica:
INHIBICIÓN NO COMPETITIVA
• El inhibidor se fija únicamente al complejo enzima-substrato
una vez formado, impidiendo la acción catalítica:
INHIBICIÓN ACOMPETITIVA

44. Inhibición Irreversible
- Los inhibidores irreversibles reaccionan con un grupo
químico de la enzima, modificándola covalentemente
- Su acción no se describe por una constante de equilibrio Ki,
sino por una constante de velocidad ki:
E + I E’
- A diferencia de la inhibición reversible, el efecto de los
inhibidores irreversibles depende del tiempo de actuación
del inhibidor.
- Los inhibidores irreversibles son, por lo general, altamente
tóxicos.

45. Los envenenadores son sustancias que se unen al centro activo mediante enlaces
fuertes en un proceso irreversible, con lo que impiden de manera definitiva la catálisis.
Enzima
envenenador
sustrato
envenenadores
Inhibición por unión covalente