Este documento describe varios factores que afectan la actividad enzimática, incluyendo la temperatura, el pH, la concentración de sustrato e inhibidores. También explica los modelos de unión del sustrato a la enzima y los tipos de inhibición enzimática.

1. Factores que Afectan la Actividad Enzimática
Concentración/Actividad de Enzima
Temperatura (Energía calorífica/cinética)
Afecta enlaces débiles (puentes de hidrógeno, interacciones
hidrofóbicas).
Temperatura óptima; desnaturalización/renaturalización.
Enzimas termorresistentes.
pH (Concentración de iones hidrógeno, protones, H+)
Afecta ionización de grupos; patrón de cargas positivas y negativas.
pH óptimo.
Concentración de Sustrato
Inhibidores Enzimáticos
Factores Regulatorios

2. Efecto de la Concentración/Actividad de Enzima
Las enzimas utilizan cuatro factores o mecanismos
principales para acelerar la velocidad de reacción:
1. Proximidad y orientación
El sustrato se acerca al sitio activo a una distancia
suficiente y orientación adecuada para la reacción.
2. Tensión y distorsión
Modelo llave-cerradura vs modelo de ajuste inducido.
El sustrato induce un cambio conformacional en la
enzima, la cual a su vez tensiona al sustrato para transformarlo.
3. Catálisis ácido-base
Grupos R y prostéticos ionizados realizan la catálisis. Depende del
pH.
4. Catálisis covalente
Complejo enzima-sustrato covalente (transitorio).

3. Efecto de la Concentración/Actividad de Enzima

4. Efecto de la Concentración/Actividad de Enzima
Modelo llave-cerradura
-Emil Fischer
-Inicios siglo XX.
-Rígido, eventualmente abandonado
Modelo del ajuste inducido
-Modelo actual
-Daniel Koshland
-Analogía mano-guante
-Dinámico
-Sustrato induce cambios
conformacionales en enzima y
viceversa.

5. Modelo del Ajuste Inducido
(Hexocinasa de Levadura y Glucosa)
Conformación Abierta Conformación Cerrada

6. Efecto de la Concentración/Actividad de Enzima

7. Efecto del pH

8. Efecto de la Concentración de Sustrato
[S]
V = Vmax
[S] + Km
V
[S]

9. Cinética Enzimática
k1 kcat
E+S ES E+P
k2
Ecuación de Michaelis-Menten
[S] V= Velocidad de reacción
V = Vmax
[S] + Km Vmax = Velocidad máxima
[S] = Conc. de sustrato
Km = Constante de Michaelis
Medida de la afinidad de la
enzima por el sustrato.

10. Efecto de la Concentración de Sustrato

11. Efecto de la Concentración de Sustrato
Km (mM)
25
0.4
0.05
1.5
9
108
2.5
4.0
5.0

12. Efecto de la Concentración de Sustrato
Representación de Representación doble recíproca
Michaelis-Menten de Lineweaver-Burk
Difícil calcular Vmax Permite calcular Vmax
1 Km 1 1
[S] = +
V = Vmax V Vmax [S] Vmax
[S] + Km
y = m x + b

13. Efecto de Inhibidores
Inhibidor enzimático
-Compuesto químico que inhibe la actividad de una enzima.
-Algunos son agentes farmacológicos, uso terapéutico.
-Algunos son herramientas de investigación para dilucidar
los mecanismos de acción de las enzimas.
-Algunos son tóxicos, venenos (naturales y artificiales).
-Reguladores del metabolismo (naturales).

14. Efecto de Inhibidores – Inhibición Competitiva

15. Efecto de Inhibidores Competitivos
Sobre la Cinética Enzimática

16. Efecto de Inhibidores – Inhibición Competitiva
El inhihidor se parece al sustrato (análogo del sustrato)
El inhibidor se une al sitio activo de la enzima
Afecta la unión del sustrato (compite con él)
Afecta Km (afinidad)
No afecta Vmax
No afecta la capacidad de la enzima de transformar al S en P
Es Reversible: Si se elimina al inhibidor, la inhibición cesa
Al aumentar la [S], la inhibición disminuye

17. Efecto de Inhibidores No Competitivos
Sobre la Cinética Enzimática

18. Efecto de Inhibidores – Inhibición No Competitiva
El inhihidor no se parece al sustrato
El inhibidor no se une al sitio activo sino a otro sitio de la enzima
o incluso al complejo enzima-sustrato.
No afecta la unión del sustrato; no afecta Km (afinidad)
Sí afecta Vmax
Afecta la capacidad de la enzima de transformar al S en P
Es Reversible: Si se elimina al inhibidor, la inhibición cesa
Ejem.: Regulación alostérica de enzimas.

19. Efecto de Inhibidores – Inhibición Irreversible
El inhihidor no se parece al sustrato
El inhibidor modifica irreversiblemente
a la enzima, reacciona con ella
Envenena a la enzima
La inhibición permanece aún después
de eliminar al inhibidor

20. http://bcs.wiley.com/he-
bcs/Books?action=index&itemId=047119350X&itemTypeId=BKS&bcsId=1847
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21. http://higheredbcs.wiley.com/legacy/college/voet/047119350X/animated_figur
es/html/chap14_anim.html
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22. Reacciones Enzimáticas de Dos Sustratos
Aprox. 60% de las reacciones bioquímicas conocidas involucran
dos sustratos y resultan en dos productos.
E
A+B P+Q
E = Casi siempre transferasa u óxido-reductasa.
Ejemplos:
Hidrólisis de un polipéptido por la tripsina: Transferencia
del grupo carbonilo de uno de los péptidos desde el
átomo de N del otro péptido hacia una molécula de
agua.
La alcohol deshidrogenasa transfiere un ión hidruro
desde el etanol hacia el NAD+

23. Terminología de Reacciones Enzimáticas
1. Los sustratos se designan como A, B, C y D en el orden en
que se añaden a la enzima.
2. Los productos se designan P, Q, R y S en el orden en que
dejan la enzima.
3. Las formas estables de la enzima se designan como E, F y G,
donde E es la enzima libre. Una forma estable de la enzima es
aquélla que por sí misma no es capaz de convertirse en otra
forma estable de la enzima.
4. Los números de reactantes y productos en una reacción dada
se especifican, en ese orden, por los términos Uni (uno), Bis
(dos), Ter (tres) y Cuad (cuatro).
Ejem.:
Una reacción que requiere un sustrato y da tres productos es
una reacción Uni Ter.
Una reacción que requiere dos sustratos y da dos productos
es una reacción Bis Bis.
Hay muchos ejemplos de reacciones muy complejas.

24. Tipos de Reacciones Bis Bis
1. Reacciones Secuenciales (o de un solo desplazamiento)
Todos los sustratos deben combinarse con la enzima antes
de que pueda ocurrir una reacción y se puedan liberar
productos.
El grupo transferido (X) es pasado de A (= PX) a B, dando P y
Q (= BX).
a) Con mecanismo ordenado:
Orden obligatorio de adición de sustratos
b) Con mecanismo al azar
Sin preferencia por un orden de adición de
sustratos
2. Reacciones Ping Pong ( o de doble desplazamiento)
Uno o más productos son liberados antes de que todos los
sustratos se hayan incorporado a la reacción.

25. Reacciones Bis Bis Ordenadas
A B P Q
E EA EAB EPQ EQ E
Reacciones típicas de deshidrogenasas
(óxido-reductasas) dependientes de NAD+ y NADP+

26. Reacciones Bis Bis al Azar
A B P Q
EA EP
E EAB - EPQ E
EB EQ
B A Q P
Reacciones de algunas deshidrogenasas
(óxido-reductasas) y cinasas (transferasas).

27. Reacciones Ping Pong
A P B Q
E EA-FP F FB-EQ E
Reacciones de quimotripsina, transaminasas,
y algunas flavoenzimas.

28. http://web.squ.edu.om/med-
lib/med_cd/e_cds/Biochemical%20Interactions/Lessons/OpenLessons.htm
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29. http://web.squ.edu.om/med-
lib/med_cd/e_cds/Biochemical%20Interactions/Lessons/TOCscreen/TOC.htm
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dos puntos