3.13: Introducción a la cinética enzimática

La cinética enzimática estudia las velocidades de las reacciones bioquímicas. Los científicos monitorean las velocidades de reacción para una reacción enzimática particular a varias concentraciones de sustrato. También se pueden realizar ensayos adicionales con inhibidores u otras moléculas que afectan la velocidad de reacción.

A continuación, el experimentador puede trazar la velocidad de reacción inicial o la velocidad (V_o) de un ensayo dado frente a la concentración de sustrato ([S]) para obtener un gráfico de las propiedades de la reacción. Para muchas reacciones enzimáticas que involucran un solo sustrato, estos datos se ajustan a la ecuación de Michaelis-Menten, una ecuación derivada de Leonor Michaelis y Maud Menten.

La ecuación estima la velocidad máxima (V_máx) y la constante de Michaelis (K_M) para la enzima que se está estudiando y se basa en los siguientes supuestos:

1. No hay producto presente al comienzo de la reacción.
2. La tasa de formación del complejo enzima-sustrato es igual a la tasa de disociación y descomposición en productos.
3. La concentración de enzima es mínima en comparación con la concentración de sustrato.
4. Solo se miden las velocidades de reacción iniciales.
5. La enzima está presente en forma libre o en el complejo enzima-sustrato.

Diferentes reordenamientos de la ecuación de Michaelis-Menten, como los diagramas de Lineweaver-Burke, Eadie-Hofsteot y Hanes-Woolf, son formas alternativas de graficar los parámetros cinéticos. El Lineweaver-Burke o el diagrama recíproco doble se utiliza a menudo para estimar el K_M y el V_max. La gráfica utiliza los valores recíprocos de los ejes x e y de la gráfica de Michaelis-Menten. Matemáticamente, la intersección con el eje y es igual a 1/V_máx., y la intersección con el eje x es igual a -1/K_M.

El diagrama de Lineweaver-Burke se puede utilizar para diferenciar visualmente entre los tipos de inhibidores: competitivos, no competitivos y no competitivos. También se utilizan diferentes reordenamientos de la ecuación de Michaelis-Menten, como los gráficos de Eadie-Hofstee y Hanes-Woolf, para determinar los parámetros cinéticos.