Este documento describe los diferentes parámetros que influyen en la velocidad de reacción enzimática, incluyendo la cantidad de enzima, la concentración de sustrato, la temperatura, el pH, y la presencia de inhibidores. Explica los tres tipos principales de inhibición enzimática: competitiva, no competitiva e irreversible, y cómo cada uno afecta la curva de Michaelis-Menten. También describe ejemplos específicos de enzimas y sus sitios activos.

1. Parámetros que influyen en la
velocidad de reacción enzimática
Factores que modifican la actividad
enzimática
Inhibición reversible
•Competitiva
Inhibición irreversible

2. Cantidaddeenzima
La V0 es proporcional a la concentración de enzima, al
menos en un de terminado rango de concentraciones
La presencia de inhibidores
Latemperatura
ElpH
Lavelocidad de una reacción catalizada por una
enzima depende de:
La concentración de moléculas de sustrato
(EcuacióndeMichaelis-Menten)

3. Inhibidores: pequeña moléculas químicas o iones que interfieren con las
reacciones ralentizándolas o de teniéndolas
Importantes para el estudio de:
Mecanismo de acción enzimática
Especificidad de sustrato
Naturaleza del centro activo
Identificación residuos fundamentales para la catálisis
Utilidad
Determinación rutas metabólicas
Medicina. Antibióticos

4. Inhibición reversible competitiva
Unión de linhibidor al centro activo de la enzima, compite con el sustrato

5. Inhibición reversible competitiva

13. Inhibición competitiva
En este tipo de inactivación, el inhibidor (I) posee una estructura química similar a la
del sustrato: esto le permite fijarse reversiblemente en el sitio activo de la enzima
excluyendo el sustrato que previamente se haya unido. La enzima no modifica el
inhibidor porque éste no posee enlaces susceptibles al ataque catalítico, que si están
presentes en el sustrato. La situación puede representarse con las reacciones:
De acuerdo con esto podemos deducir que la magnitud de la inhibición dependerá
de la [I] y que un exceso de S elimina la inhibición pues se usará toda la enzima
libre y el equilibrio se desplazará hacia la formación de ES, y de allí a la formación
de P.

14. La cinética con y sin inhibidor competitivo se
presentaría gráficamente así:
Figura 22: Catálisis enzimática inhibida competitivamente
Fuente: Pérez, G. Navarro Y. (1992). Bioquímica. Santa fe de Bogotá.: Unisur.
Observamos que con un exceso de sustrato alcanzamos la misma Vmax que en su
ausencia. No sucede lo mismo para los valores de KM pues en presencia de
inhibidor (KM (2)) la constante es más alta, o lo que es lo mismo, disminuye la
afinidad por el sustrato.

15. Esta inhibición ha sido estudiada a nivel molecular con la
lisozima, glicosidasa que degrada la pared celular de las
bacterias y un trisacárido sintético o de manera más
elemental con la deshidrogenasa succínica.
Figura 22': Representación según Lineweaver-Burk de la inhibición competitiva

16. Esta enzima cataliza la oxidación del succinato o
fumarato según la reacción.
El malonato o el oxalacetato, cuyas estructuras son:

17. Inhibición no competitiva
Se presenta por la unión reversible del inhibidor a un sitio
de la enzima libre o con sustrato, diferente del sitio activo.
Esta unión provoca cambios en la conformación de la
enzima alterando así el sitio activo e impidiendo por
consiguiente la transformación del sustrato. Las reacciones
que ocurren simultáneamente son:

18. En la reacción la enzima no es capaz de modificar S por las
razones anotadas; en consecuencia con un exceso de
sustrato no podemos recuperar la totalidad de las moléculas
de enzima y por tanto no alcanzaremos la misma Vmax
obtenida en ausencia de inhibidor. La figura 23 ilustra lo
anterior.
Figura 23: Cinética de una enzima inhibida no competitivamente
Fuente: Pérez, G. Navarro Y. (1992). Bioquímica. S anta fe de Bogotá.: Unisur.

19. La cual se representa en la figura 24 y comparada con la enzima en
ausencia de inhibidor muestra que decrece la Vmax pero que KM no
cambia.
Este tipo de inhibición se presenta con frecuencia con metabolitos
intermedios que se combinan con enzimas reguladoras
disminuyendo la actividad de sus sitios catalíticos.

20. Inhibición Incompetitiva
La característica más importante de esta inhibición es la unión
irreversible (por enlaces covalentes) del inhibidor con una de
las cadenas laterales de los aminoácidos presentes en el sitio
activo; en algunos casos la unión irreversible se hace sobre el
complejo ES. Esta inhibición se presenta más frecuentemente
con enzimas que tienen mecanismos complejos y la
representación gráfica de la ecuación de Lineweaver-Burk es:

21. De la figura 25 deducimos que en este tipo de inhibición los valores de KM y
Vmax son menores que los obtenidos en ausencia de inhibidor.
El ejemplo clásico de inhibición Incompetitiva es la reacción de compuestos
organofosforados (clase a la cual pertenecen muchos insecticidas) con los
grupos OH de la serina presente en el sitio activo de muchas enzimas. El
diisopropil fluorofosfato.
(DPF) inactiva de esta forma a enzimas como la acetil colinesterasa (necesaria
para la transmisión de los impulsos nerviosos), la tripsina, quimotripsina,
elastasa (proteasa), etc.

22. Podemos representar de manera simplificada la acción
del DPF así:
Si hacemos una revisión de lo tratado en esta sección vemos que
es posible por comparación de las gráficas de Lineweaver- Burk,
formarse una idea del tipo de inhibición y deducir con base en
ello cuáles AA participan en el sitio activo o cuál es la estructura
aproximada del sustrato natural o cuáles otros compuestos
podría actuar como inhibidores.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201103/201103/leccin_14_inhibicin_enzimtica.html

23. Estructura de sitios activos de enzimas
Figura 26: Sistema "relay" Ser, His, Asp en quimotripsina
Fuente: Pérez, G. Navarro Y. (1992). Bioquímica. Santa fe
de Bogotá.: Unisur.
Figura 27: Sitio activo de la carboxipeptidasa A
Fuente: Pérez, G. Navarro Y. (1992). Bioquímica.
Santa fe de Bogotá.: Unisur.

24. Es evidente que aún pequeños cambios conformacionales, que
resultan en variaciones de las distancias y posiciones espaciales de
los grupos activos de la enzima con respecto al sustrato, pueden
modificar apreciablemente la función catalítica (o reguladora) de la
enzima.
Figura 28: Sitio activo de la lisozima
Fuente: Pérez, G. Navarro Y. (1992). Bioquímica. Santa fe de Bogotá.: Unisur.
Estructura de sitios activos de enzimas