Tema 9 Parámetros que influyen en la velocidad de reacción enzimática  Factores que modifican la actividad enzimática  Efecto del pH y la Tª

 Inhibidores  Inhibición reversible • Competitiva • No competitiva

 Inhibición irreversible

Factores que modifican la actividad enzimática La velocidad de una reacción catalizada por una enzima depende de:

 La concentración de moléculas de sustrato (Ecuación de Michaelis-Menten)

 Cantidad de enzima La V0 es proporcional a la concentración de enzima, al menos en un determinado rango de concentraciones.

 El pH

 La temperatura  La presencia de inhibidores

Efecto de la temperatura  Las enzimas poseen una temperatura óptima a la cual la enzima presenta máxima eficiencia catalítica.

Actividad enzimática

 Existe un intervalo en el cual son estables.

Temperatura (ºC)

Efecto del pH  pH óptimo de actuación, a valores superiores o inferiores la velocidad disminuye.

 El pH del medio afecta:  Catálisis  Unión al sustrato

 Conformación (estructura espacial) de la enzima

Actividad enzimática

Quimotripsina

Pepsina

pH

Inhibición enzimática Inhibidores: pequeña moléculas químicas o iones que interfieren con las reacciones ralentizándolas o deteniéndolas  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

Inhibición enzimática Hay dos tipos de inhibidores enzimáticos:  Reversibles: Unión no covalente de un inhibidor a la enzima

 Competitiva  No competitiva  Acompetitiva  Irreversibles: Unión covalente del inhibidor al enzima

Elementos naturales, tóxinas específicas, venenos, iones, fármacos

Inhibición reversible competitiva Unión del inhibidor al centro activo del enzima, compite con el sustrato Inhibidor competitivo

Sustrato

Enzima

Enzima

[E][I]

Velocidad

Sin inhibidor

Ki =

[ EI ]

Kmap = a Km

[sustrato]

Inhibición reversible competitiva Inhibidor competitivo

Sustrato

Enzima

Kmap = a Km

Enzima

a = 1 +

Aumento [I]

Kmap

(

= 1 +

[I] Ki

[I] Ki

)

(sin inhibidor)

Pendiente =

Aumenta Km = Vmáx

Km

Inhibición reversible competitiva Sustrato

Inhibidor competitivo

Enzima

Metanol

Etanol Etilenglicol

Enzima

Formaldehído Alcohol DH

Acetaldehído

Ac. Oxálico

La intoxicación con etilenglicol o metanol se trata con etanol

Inhibición reversible competitiva

Quimioterapéuticos: metrotrexato Agentes antibacterianos: Sulfamidas  Compiten con el p-amino-benzoico, necesario para la síntesis de DNA de bacterias. Metotrexato

Estatinas Tetrahidrofolato

 Inhibe síntesis de DNA  Compite por la dihidrofolato reductasa

 Inhiben HMG-CoA reductasa, enzima limitante síntesis de colesterol.

Inhibición reversible no competitiva Unión del inhibidor a un sitio distinto del centro activo, no compite con el sustrato Sustrato

Sustrato

Inhibidor no competitivo

Enzima

Enzima

Velocidad

Sin inhibidor

[sustrato]

Inhibición reversible no competitiva Sustrato

Enzima

Sustrato Inhibidor no competitivo

Kmap = Km Enzima

[I]

a = 1 +

Vmáxap

=

(

Ki Vmáx

1 +

[I] Ki

)

Disminuye Vmáx = Km

Inhibición reversible no competitiva

Tipranavir

PETT2

(inhibidor de la Proteasa)

(Inhibidor de la Trascriptasa Inversa)

Inhibición irreversible  Reaccionan con un grupo químico de la enzima, modificándola covalentemente.  Bloquean unión al sustrato

 Inhiben actividad  Sus efectos dependen del tiempo de actuación del inhibidor.  Por lo general son altamente tóxicos. Casi todos los inhibidores enzimáticos irreversibles son sustancias tóxicas (naturales o sintéticas).

 Penicilina inhibe la síntesis de la pared bacteriana  Aspirina inhibe la síntesis de PG  Gases nerviosos: diisopropil fluorofosfato (DIFP), inhiben neurotransmisores  Hg2+, Pb2+ , CN-, As

Inhibición irreversible  Fármacos antitumorales que actúan como análogos de la citidina Inhibidores irreversibles del metabolismo del DNA