Universidad Autónoma de YucatánFacultad de Química-Ingeniería Química

Actividad de aprendizaje 1.5:Cinética Enzimática

Asignatura: Bioquímica Metabólica

1. ¿Por qué es importante conocer la cinética de una enzima? Mencione un ejemplo de aplicación en donde se utilice la cinética enzimáticaPorque aporta información sobre aspectos como la afinidad de la enzima por el sustrato o la eficiencia con la que se transforma ese sustrato en el producto de la reacción. También pueden proporcionar información sobre ciertos detalles del mecanismo químico por el que transcurre la reacción catalizada. Estos datos ayudan a predecir su comportamiento en el ambiente celular o su respuesta ante cualquier variación de las condiciones habituales

2. ¿Qué significado tiene la Km?La Km nos da una idea la afinidad que tiene el enzima por su sustrato, cuanto mayor es Km menor es la afinidad (predominan las formas E y S libres), cuanto menor es Km mayor es la afinidad (predomina la forma ES).

3. ¿Además de las unidades internacionales, qué otras unidades se utilizan para medir la Vmáx? En Katal y α-amilasas

4. ¿Qué significado tiene la kcat5. ¿Qué es un cofactor?

Un cofactor es un componente de tipo no proteico que complementa a una enzima (que es una sustancia proteica). El cofactor tiene que estar presente en cantidades adecuadas para que la enzima pueda actuar, catalizando una reacción bioquímica. Son cofactores las coenzimas y los iones metálicos.

6. ¿Qué es una coenzima?Las coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de la enzima. Tienen en general baja masa molecular (al menos comparada con la apoenzima) y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donandoelectrones o grupos funcionales, que transportan de una enzima a otra.

7. ¿Qué es un efector alostérico? Son sustancias que se unen al sitio alostérico y cambian la estructura de la enzima que implica la posibilidad de activación o in activación de esa enzima.Los efectores pueden ser tanto positivos como negativos, en el caso de los positivos favorecen la entrada de sustrato, al contrario, un efector negativo modificará la estructura de la proteína de forma que el sustrato no pueda unirse al sitio activo de esta.

8. ¿Qué son las isoenzimas y cuál es su función?Las isoenzimas o isozimas son enzimas que difieren en la secuencia de aminoácidos, pero que catalizan la misma reacción química. Estas enzimas suelen mostrar diferentes parámetros cinéticos (i.e. diferentes valores de KM), o propiedades de regulación diferentes. La existencia de las isoenzimas permite el ajuste del metabolismo para satisfacer las necesidades particulares de un determinado tejido o etapa del desarrollo. En bioquímica, las isoenzimas son isoformas (variantes

estrechamente relacionadas) de las enzimas. En muchos casos, son codificadas por genes homólogos que han divergido con el tiempo. Aunque de forma estricta, las aloenzimas representan enzimas de diferentes alelos de un mismo gen y las isoenzimas representan enzimas de diferentes genes cuyos productos catalizan la misma reacción, los dos términos se suelen usar indistintamente.

9. ¿Qué es un zimógeno y cuál es su función?Es un precursor enzimático inactivo, es decir, no cataliza ninguna reacción como hacen las enzimas. Para activarse, necesita de un cambio bioquímico en su estructura que le lleve a conformar un centro activo donde pueda realizar la catálisis. En ese momento, el zimógeno pasa a ser una enzima activa. Son utilizados en muchas reacciones biológicas, como en la digestión o en la coagulación sanguínea como enzimas activas.

10. ¿Por qué es importante regular la actividad de las enzimas? Para conservar la energía Mantener un estado celular ordenado Responder a las variaciones ambientales

11. Para una enzima con cinética de Michaelis-Menten, determina la velocidad de reacción, V (como porcentaje de Vmáx), observada a a) [S]=Km; b) [S]=0.5 Km; [S]=0.1 Km; d) [S]=2 Km; e) [S]=10 Km

a) v=Vmax [S]Km+[ S ]

=Vmax [1Km]1Km+[1Km ]

=Vmax [1km]2Km

=12Vmax=50%Vmax

b) v=Vmax [S]Km+[ S ]

=Vmax [0.5Km]1Km+[0.5Km ]

=Vmax [0.5km ]1.5Km

=0.33Vmax=33.33%Vmax

c) v=Vmax [S]Km+[ S ]

=Vmax [0.1Km]1Km+[0.1Km ]

=Vmax [0.1km ]1.1Km

=0.09090Vmax=0.090%Vmax

d) v=Vmax [S]Km+[ S ]

=Vmax [2Km]1Km+[2Km ]

=Vmax [2km ]3Km

=0.666Vmax=66.66%Vmax

e) v=Vmax [S]Km+[ S ]

=Vmax [10Km]1Km+[10Km ]

=Vmax [10km ]11Km

=0.09090Vmax=90.90%Vmax

12. Para la cuantificar la actividad de una -amilasa, se mezclaron 0.5 ml de una solución diluida de enzima en buffer pH 7y 4.5 ml del sustrato en buffer pH 7. Esta mezcla se

incubó a 70°C y se tomaron muestras cada 10 segundo, los datos se presentan en el siguiente cuadro

Tiempo (seg) Concentración producto (mM)10 0.520 0.9530 1.4640 2.0350 2.5360 2.5870 2.65

Calcular la actividad de la enzima tomando en cuenta que para preparar la solución diluida, se pesar 2 mg de enzima y se diluyeron en 1000 ml de buffer. El peso molecular del producto es de 342g/mol. Reportar la actividad en U/mg de enzima.

Si en 1 minuto hay 60 s y se sintetizo 2.58 mM de producto pero tomando en cuenta que la unidad de U es μM de producto/minuto

2.58 mM de producto/minuto= 2580 μM de producto/minuto 0 2580 U

Si en la disolución (enzima-Buffer) te dicen que usaron 2 mg de enzima una disolución de 1000 mL, pero la alícuota que se utilo fue de 0.5 mL

0.5 mL de solución x 2mgde eznima1000mLde solucion

=1 x10−3mgde enzimaen lamuestra

Entonces la actividad en u/mg de enzima es:

25801x 10−3=¿¿ = 2580, 000 U/mg Enzima