Fundamentos de Enzimología: Cinética y Regulación Metabólica

Energía de Activación

Es la energía necesaria para romper y reorganizar los enlaces; es decir, para pasar de un Sustrato (S) a un Producto (P).

Enzimas

• Son catalizadores que no se gastan ni modifican el equilibrio de la reacción.
• Aumentan la rapidez de la reacción y disminuyen la energía de activación necesaria para que un S pase a P.

Mecanismos que reducen la energía de activación

• Efectos de orientación y proximidad.
• Catálisis covalente.
• Catálisis ácido-base.
• Cambios conformacionales.

Velocidad de la reacción

• Mide la variación en el tiempo de una de las sustancias importantes en la reacción.
• Mide la formación de un P y la desaparición de un S.
• Ambos dependen de la temperatura, presión, pH y presencia de catalizadores.

Enzima Michaeliana

• Orden 1: El S y la velocidad son directamente proporcionales; es decir, cuando aumenta el S, aumenta la velocidad.
• Orden 0: La enzima, al alcanzar la velocidad máxima (Vmax), se satura, por lo que la velocidad se hace independiente de la concentración de sustrato.

Km (Constante de Michaelis)

• Representa la concentración de sustrato necesaria para alcanzar la mitad de la velocidad máxima.
• Si Km es mayor, la afinidad de la enzima (E) por el sustrato (S) será menor.
• Si la Km es menor, la afinidad de la E por la S será mayor.

Lineweaver-Burk

Transforma la hipérbola de la enzima michaeliana en una recta utilizando la inversa de la ecuación de Michaelis-Menten.

Inhibidores

Son de dos tipos:

1. Irreversibles: Se unen al centro activo de forma covalente.
2. Reversibles: Se unen al centro activo de forma temporal.

Clasificación de inhibidores reversibles

• Inhibidores competitivos: Compiten con el sustrato para unirse al centro activo.
• Inhibidores no competitivos: Se unen a otro sitio diferente del centro activo. El inhibidor muestra afinidad tanto por la E como por el complejo ES.
• Inhibidores acompetitivos: Se unen al complejo ES, no a la E libre.

Regulación enzimática

• Se da gracias a las enzimas alostéricas (enzimas reguladoras que tienen dos sitios de unión: uno donde se une el sustrato y otro donde se une el efector o modulador).
• Las enzimas alostéricas producen una curvatura sigmoidea (K0,5).
• Los moduladores positivos tardan menos en alcanzar la velocidad máxima.
• Los moduladores negativos tardan más en alcanzar la velocidad máxima.

Control de las enzimas alostéricas

Se da por activación de un precursor o por retroinhibición.

Modificadores covalentes

• La fosforilación suele ser una forma de activación.
• La proteólisis suele ser una forma de inactivación.