NOMENCLATURA IUPAC

Practica No. 5

Ing. En Biotecnología

4° cuatrimestre

“Efecto de la concentración del sustrato

y de la concentración de la enzima en la velocidad de reacción”

Equipo 6:

Basilio Cortes Hans Cristian

Serrato Cerrillo Adolfo

Introducción:

Expresión de la actividad enzimática

La cantidad de enzimas presentes en un fluido biológico es muy difícil de determinar en valores absolutos, mg. o moles, una forma de resolver este problema es midiendo la velocidad de reacción catalizada por la misma empleando un sustrato específico. La velocidad de reacción puede expresarse como la cantidad de reactivo que se transforman en producto por unidad de tiempo. De allí que la unidad internacional (UI) de cualquier enzima se define como la cantidad de la misma que cataliza la transformación de un mol de sustrato por minuto, bajo condiciones definidas: pH, temperatura, concentración de sustrato/s y cofactores, etc.

Se define la unidad de actividad enzimática (U) como la cantidad de enzima que cataliza la conversión de 1 µmol de sustrato en un minuto. La actividad específica es el número de unidades de enzima por miligramo de proteína (U/mg prot) o por mililitro de disolución (U/ml).

Recientemente, el Sistema Internacional de unidades (SI) ha definido la unidad de actividad enzimática como la cantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato por segundo. Esta unidad se llama katal (kat). Como 1 mol son 106 µmoles y 1 minuto son 60 segundos, resulta que 1 katal equivale a 60 x 106 U. Esta unidad es muy grande, de forma que se utilizan frecuentemente los submúltiplos como el microkatal (µkat, 10-6 kat) o el nanokatal (nkat, 10-9 kat).

Cuando se conoce el peso molecular del enzima puro y el número de centros activos por molécula de enzima, las medidas de actividad enzimática permiten calcular el número de recambio del enzima, o sea, el número de reacciones elementales que realiza el enzima por cada centro activo y por unidad de tiempo.

si se mantiene la concentración de la enzima constante y variamos la concentración de substrato se obtiene una curva hiperbólica como la de la figura (arriba izquierda). Al principio un aumento de la concentración de substrato produce un aumento rápido de la velocidad de reacción, pero si se sigue aumentando la concentración de substrato, la velocidad de reacción comienza a disminuir; vemos que a muy altas concentraciones de substrato se observa que no cambia la velocidad de reacción, se dice que los centros activos de la enzima se encuentran saturados. La velocidad de reacción que se obtiene a esa alta concentración de substrato se define como la velocidad máxima (vm) de la reacción enzimática bajo las condiciones especificadas. La concentración de substrato [S], a la semivelocidad máxima de reacción (½ v ) se puede determinar de la figura y representa la constante de Michaelis o km, la cual es una característica para cada enzima. La inversa de km, o 1/ km, mide aproximadamente la afinidad de la enzima por el substrato. Mientras más pequeño sea el valor de km, mayor será la afinidad de la enzima por el substrato. Si varias enzimas compiten en el metabolismo por el mismo substrato, éste será transformado preferentemente por la enzima con mayor afinidad.

Así tendremos:

(simplificando)

Si reordenamos la ecuación tendremos que: [S] + km = 2 [S] (despejamos) km = [S]

Esto significa que la concentración del sustrato necesaria para alcanzar la mitad de la velocidad es el valor de km de la enzima.

La expresión de Michelis – Menten

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