El documento describe los principios básicos de la cinética enzimática. Explica cómo se puede determinar el mecanismo catalítico de una enzima mediante el estudio de cómo varía la velocidad de reacción con diferentes concentraciones de sustrato. También describe los modelos de Michaelis-Menten y Lineweaver-Burk para analizar la saturación de la enzima y determinar parámetros cinéticos como KM y Vmax. Finalmente, explica los diferentes tipos de inhibición enzimática.

1. Buscando el mecanismo y la velocidad de
reacción con la ciné3ca enzimá3ca
La ciné(ca enzimá(ca sirve para:
•Determinar las afinidades de fijación de sustratos e inhibidores
de una enzima.
•Si conocemos la forma en que varía la velocidad de reacción
(además de otra información), se puede elucidar el mecanismo
catalí(co de la enzima.
•Conocer el papel de la enzima en un proceso metabólico global.
•Casi siempre, la velocidad de la reacción es proporcional a la
can(dad de enzima presente, por lo que las determinaciones
enzimá(cas se basan en estudios ciné(cos.

2. Deduciendo el modelo de Michaelis‐Menten
Leonor Michaelis Maud Menten

3. Análisis de los componentes de una reacción enzimá3ca
Se considera
que el sustrato
está en exceso
con respecto a
la enzima.
Estado
estacionario.
Premisa más
importante en el
modelo de
Michaelis Menten

4. La fase transitoria o
estado pre‐
estacionario, se
encuentra dentro de
los primeros
momentos de reacción
En esta etapa la concentración
de ES aumenta

5. El efecto de la concentración de sustrato sobre la
velocidad de reacción se explica con la ecuación de
Michaelis‐Menten
Eje y= Velocidad
inicial(Vo).
Antes de que el Hipérbola
10% del S se rectangular
convierta en P.
Enzima saturada.
(Vo)
Toda en forma ES
Ni siquiera a 10KM se
ob(ene un valor
KM =Vmax/2 certero de Vmáx.
Eje x= [S]

6. Saturación de una enzima por su sustrato
Baja [S] 50% [S] o Km Alta, saturante [S]
o Vmax
(Todo en ES)

7. Linearizando la gráfica hiperbólica con
dobles recíprocos…
Ecuación de Lineweaver‐Burk
Vo = Velocidad inicial
Vmáx = Velocidad máxima
[S] = Concentración de sustrato
Km = Constante de Michaelis

8. Gráfica de Lineweaver‐Burk
y= m x + b
Ecuación
de la recta

9. Significado de los parámetros ciné3cos
KM Vmáx
La concentración de sustrato a la Cuando la enzima está
que la velocidad de reacción es la completamente saturada
mitad de la máxima.
Cuando predomina la forma ES
KM =Vmax/2
Cuando se (enen ALTAS [S], o sea
Es una medida de la afinidad de la [S]>>Km, Vo=Vmáx
enzima por el sustrato.
Constante de especificidad
Una enzima con un KM pequeño
logra una eficeincia catalí(ca alta a Parámetro que permite
kcat comparar las eficiencias
una concentración de sustrato
KM catalí3cas de las rxs
pequeña.
Constante catalí3ca o número de recambio.
Número de moléculas de sustrato que son
transformadas por una molécula de enzima por
unidad de (empo. Medida de eficiencia catalí3ca.

10. Valores de KM, kcat y kcat/KM de algunas
enzimas y sustratos

11. Inhibición enzimá3ca:
Reducción en la ac3vidad catalí3ca de la enzima
Modificación irreversible de la enzima. Unión
Irreversible COVALENTE del inhibidor a los aminoácidos de
la enzima (si(o ac(vo).
Inhibición Unión NO COVALENTE del inhibidor al si(o
ac(vo o a otro si(o de la enzima, limitando así
su capacidad de catalizar una reacción.
Reversible
La ac(vidad enzimá(ca se restaura cuando el
inhibidor es removido del medio.
Inhibición •COMPETITIVA
Reversible •NO COMPETITIVA (MIXTA)
•ACOMPETITIVA

12. Inhibición compe33va
Inhibidor compe33vo. Sustancia
que compite directamente con un
sustrato normal por un si(o de
fijación enzimá(co. Se parece al
sustrato pues se fija al si(o ac(vo
pero difiere en que no es reac(vo.
Reduce la [E]
libre disponible
para la fijación
No produc(vo del sustrato.

13. Gráfica de Michaelis‐Menten en presencia de
un inhibidor compe33vo
Donde:
αKm= Km aparente

14. Gráfica de Lineweaver‐Burk en presencia de
un inhibidor compe33vo
y = m x + b
•La Km aumenta por el factor α.
Se necesita mayor concentración
de sustrato para alcanzar Vmax/2
•Una can(dad alta de sustrato
puede desplazar al inhibidor,
alcanzando la Vmax normal
Km aumenta
Vmax no cambia
-1/Km

15. El malonato es un inhibidor compe33vo
Enzima: Succinato deshidrogenasa (SDH)

16. Inhibición no
compe33va o
mixta
No produc(vos
•El inhibidor se une a un si(o
dis(nto del si(o ac(vo de la enzima,
es independiente del sustrato.
•Puede unirse tanto a la enzima E
como al complejo ES.
•La conformación de la enzima
cambia y se afecta un paso catalí(co
que disminuye o elimina la ac(vidad.

17. Gráfica de Michaelis‐Menten en presencia de
un inhibidor no compe33vo
Donde:

18. Gráfica de Lineweaver‐Burk en presencia de un
inhibidor no compe33vo o mixto
y = m x + b
•El inhibidor no afecta la
unión del sustrato. La Km
no cambia.
•Inac(va a la enzima, una
vez que se une a ella y
forma el complejo EI
•Mientras más EI se forme,
menos ES se tendrá y
disminuirá la Vmax.
Vmax disminuye
Km NO cambia

19. Inhibición
acompe33va
(incompe33va,
uncompe33ve)
No produc(vo
El inhibidor acompe((vo se une
directamente al complejo enzima‐
sustrato pero no a la enzima libre,
por lo que la unión del sustrato es
indispensable para la unión del
inhibidor.

20. Gráfica de Michaelis‐Menten en presencia de
un inhibidor acompe33vo
Control
Vo
+ inhibidor
Donde:
Vmax /
2
[S]
Km

21. Gráfica de Lineweaver‐Burk en presencia de un
inhibidor acompe33vo (incompe33vo)
y = m x + b
•En altas [S], Vo es
aprox. Vmax/α’.
•Por lo tanto este
inhibidor disminuye
Vmax
•La Km aparente
disminuye.
Vmax disminuye
Km disminuye

22. Ejemplo de inhibidor acompe33vo: Inhibición
de la fosfatasa alcalina por fenilalanina
•Cataliza la liberación de fosfato inorgánico a
par(r de ésteres de fosfato.
•Involucrada en la deposición de
hidroxiapa(ta en células osteoides durante la
formación de hueso.
•Es un marcador clínico: Su aumento puede
ser causa de enfermedad ósea de Paget,
hepa((s, etc.

23. No olvides la diferencia!
Inhibidor compe33vo
vs. no compe33vo

24. Resumen del cambio de los parámetros de
Michaelis‐Menten en diferentes 3pos de inhibición

25. Resumen del efecto de los inhibidores