Este documento presenta información sobre los factores que determinan la velocidad de una reacción enzimática, incluyendo la temperatura, pH, concentración de sustrato y enzima, e inhibidores. Explica cómo estos factores afectan la cinética enzimática y provee ejemplos de cómo siguen la ecuación de Michaelis-Menten. Además, clasifica los diferentes tipos de inhibidores reversibles.

1. BIOQUÍMICA
CQU 310
Instituto de Ciencias Naturales
Enzimas II
Clase 8

2. MATERIAL PROPIEDAD DE UDLA.
AUTORIZADA SU UTILIZACIÓN SÓLO PARA FINES ACADÉMICOS.

3. Resultados de aprendizaje:
Identificar la clasificación, función y regulación de las enzimas
analizando factores físicos y químicos del medio.
Bioquímica/clase 08
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4. FACTORES QUE DETERMINAN LA VELOCIDAD
DE UNA REACCIÓN ENZIMÁTICA
• Temperatura
• pH
• [ Sustrato ]
• [ Enzima ]
• Inhibidores
http://www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz22.htm
Bioquímica/clase 08
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5. EFECTO DE LA TEMPERATURA
http://composi.info/tema-05-enzimas.html
En general, los aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas.
Las reacciones catalizadas por enzimas siguen esta ley general. Sin embargo, al ser
proteínas, a partir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por calor.
La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima.
Por sobre la temperatura óptima, el aumento de velocidad de la reacción debido a la
temperatura es contrarrestado por la pérdida de actividad catalítica debida a la
desnaturalización térmica, y la actividad enzimática decrece rápidamente hasta anularse.
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6. EFECTO DEL PH
http://www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz22.htm#ph
Los enzimas poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH; amino -NH2; tiol -SH;
imidazol, etc.) en las cadenas laterales de sus aminoácidos. Según el pH del medio, estos
grupos pueden tener carga eléctrica positiva, negativa o neutra.
Como la conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas, habrá
un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica. Este es
el llamado pH óptimo.
La mayoría de las enzimas son muy sensibles a los cambios de pH.
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7. EFECTO DEL PH
http://www.ehu.es/biomoleculas/enzimas/enz22.htm#ph
Ejemplo: Ureasa a pH 7 Ejemplo: Ureasa a pH ácido
Cambio en el estado de ionización de los grupos funcionales de las cadenas laterales de los residuos
aminoacídicos
Bioquímica/clase 07
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8. o A bajas [S], la curva
tiende a una recta que
asciende con mucha
pendiente. En esta
región la curva depende
de la [S]
o Para altas [S], la enzima
esta casi saturada y la Vo
de la reacción no cambia
mucho cuando aumenta
la [S]
EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE
SUSTRATO
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9. EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE
SUSTRATO
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10. ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN Y PARAMETROS
CINÉTICOS.
Km (constante de Michaelis-Menten)
- Es la concentración de sustrato que se requiere para alcanzar la mitad de la velocidad
máxima.
- Es una medida de la afinidad del Enzima por el Sustrato.
- Cuanto menor es Km, mayor es la afinidad del enzima por sustrato.
- Se mide en unidades de Concentración.
Kcat (número de recambio)
- número de moléculas de sustrato convertidas en producto por molécula de enzima y
unidad de tiempo,(1seg) en condiciones de saturación de sustrato.
Vmax (velocidad máxima teórica)
- la velocidad cuando todos los centros activos están ocupados con sustrato (nunca alcanzada
en la realidad)
EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE
SUSTRATO
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11. De acuerdo a los datos de velocidad de una enzima
X, conteste:
a)¿Cuál es la Vmáx de la
reacción?
b) ¿Cuál es el Km de la
enzima?
c) Demuestre, si esta
reacción sigue la cinética
de Michaelis y Menten.
[S]
(M)
V
(mol /min)
5 x 10 -8 0.0096
5 x 10 -7 0.071
5 x 10 -6 0.125
5 x 10 -5 0.20
5 x 10 -4 0.25
5 x 10 -3 0.25
5 x 10 -2 0.25
EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE
SUSTRATO
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12. ”Lehninger Principles of Biochemistry” 3th.ed. Nelson, DL
and Cox, M.M. Worth Publishers, 2000.)
EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DE
SUSTRATO
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13. EFECTO DE INHIBIDORES
INHIBIDOR
Molécula que hace disminuir la actividad enzimática, a
través de interacciones con el centro activo u otros
centros específicos
• I. Competitiva
• I. No Competitiva
• I. Acompetitiva
• Inhibidor Irreversible
• Inhibidor Reversible
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14. EFECTO DE INHIBIDORES
Inhibidor Irreversible
Modifica químicamente a la enzima
E + I E’
o Los inhibidores irreversibles reaccionan con un grupo químico de la enzima,
modificándola covalentemente
o A diferencia de la inhibición reversible, el efecto de los inhibidores irreversibles
depende del tiempo que actúa el inhibidor.
o Los inhibidores irreversibles son, por lo general, altamente tóxicos.
E
S
I
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15. EFECTO DE INHIBIDORES
Inhibidores Irreversibles
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16. INHIBICIÓN REVERSIBLE COMPETITIVA
”Lehninger Principles of Biochemistry” 3th.ed. Nelson, DL
and Cox, M.M. Worth Publishers, 2000.)
a) Inhibición Competitiva: El inhibidor se fija al
sitio activo de la enzima libre, impidiendo la
fijación del substrato
Km
Vmax =
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17. Inhibidor Competitivo: Inhibidores de proteasas. Fármacos
antiretrovirales. Forma eficiente de
tratar el VIH
Estructura del Ritonavir
INHIBICIÓN REVERSIBLE COMPETITIVA
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18. b) Inhibición NO Competitiva: el inhibidor se une a
un sitio distinto al sitio activo, pero se puede unir
tanto a E como a ES
Km =
Vmax
”Lehninger Principles of Biochemistry” 3th.ed. Nelson, DL
and Cox, M.M. Worth Publishers, 2000.)
INHIBICIÓN REVERSIBLE NO COMPETITIVA
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19. c) Inhibición Acompetitiva: el inhibidor se fija a un
sitio distinto al sitio activo, sólo se une al complejo
ES
Km
Vmax
INHIBICIÓN REVERSIBLE ACOMPETITIVA
”Lehninger Principles of Biochemistry” 3th.ed. Nelson, DL
and Cox, M.M. Worth Publishers, 2000.)
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20. ¿A que inhibidor corresponde 1, 2 y 3, representados
en la imagen?
Resumen de inhibidores reversibles
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21. Preguntas….
 ¿Qué ocurre con la velocidad máxima cuando la enzima se enfrenta al inhibidor?
 ¿Qué ocurre con el Km cuando la enzima se enfrenta al inhibidor?
 ¿Cómo clasificaría al inhibidor utilizado?
El siguiente gráfico representa la actividad de una enzima en ausencia y
presencia de un inhibidor.
Enzima sin inhibidor
Enzima con inhibidor

22. Anti-Inflamatorios No Esteroideos
(AINEs)
Enzima
COX 1
(Constitutiva)
Enzima
COX 2
(Inducible)
Estímulos fisiológicos Lesiones / Infecciones
Prostaglandinas protectoras Prostaglandinas inflamatorias
Fiebre Dolor Inflamación
Mucosa estomacal Adherencia de
las plaquetas
AINEs e inhibidores específicos de la COX-2
(meloxicam, celecoxib)
AINEs
AINEs:
- Ácido acetilsalicílico
- Diclofenaco
- Naproxeno
- Paracetamol
- Ibuprofeno
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23. Mecanismo de acción:
Aspirina: Inhibidor irreversible de COX-1
Modificado de:
http://tmedweb.tulane.edu/pharmwiki/doku.php/aspirin Bioquímica/clase 08
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24. Ibuprofeno: Inhibidor competitivo reversible de la COX-1
Mecanismo de acción:
Modificado de:
http://tmedweb.tulane.edu/pharmwiki/doku.php/aspirin Bioquímica/clase 08
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25. Fuentes Bibliográficas
Feduchi, E., Blasco, I., Romero, C. y Yañez, E. Bioquímica conceptos
esenciales. Editorial Médica Panamericana. 2º Edición, 2015.
Nelson, Cox Lehninger: Principios de Bioquímica
5º Edición, Omega Ediciones S.A. 2009.
McKee, Trudy McKee, James R. Bioquímica, Las bases moleculares
de la vida. Editorial McGraw-Hill Interamericana. 2014.
Mathews, Christopher Bioquímica
Pearson Education Editorial McGraw-Hill Interamericana. 2002.
Voet, Voet, Pratt Fundamentos de Bioquímica
Editorial Panamericana. 2003.
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