4.8: Parámetros enzimáticos

Figura 4.7.1. Observe cómo el aumento de velocidad es casi lineal en los tubos con las menores cantidades de sustrato. Esto indica que el sustrato es limitante y la enzima lo convierte en producto tan pronto como puede unirse a él. A medida que aumenta la concentración de sustrato, sin embargo, la velocidad de la reacción en tubos con mayor concentración de sustrato deja de aumentar linealmente y en su lugar comienza a aplanarse, lo que indica que a medida que la concentración de sustrato aumenta cada vez más, la enzima tiene un tiempo más difícil mantenerse al día para convertir el sustrato a producto. Lo que está sucediendo es que la enzima se va saturando de sustrato a mayores concentraciones de este último. No en vano, cuando la enzima se satura completamente con sustrato, no tendrá que esperar a que el sustrato se difunde hacia él y por lo tanto estará operando a máxima velocidad.

\(V_{max}\)&\(K_{cat}\)

En una gráfica de Velocidad versus Concentración de Sustrato (V vs. [S]), la velocidad máxima (conocida como Vmax) es el valor en el eje Y que la curva se aproxima asintóticamente. Cabe señalar que el valor de V max depende de la cantidad de enzima utilizada en una reacción. El doble de la cantidad de enzima, el doble de la Vmax. Si uno quisiera comparar las velocidades de dos enzimas diferentes, sería necesario utilizar las mismas cantidades de enzima en las diferentes reacciones que catalizan. Es deseable tener una medida de velocidad que sea independiente de la concentración de la enzima. Para ello, definimos el valor Kcat, también conocido como el número de facturación. Matemáticamente,

\[\text{Kcat} = \frac{V_{max}}{ [Enzyme]} \tag{4.7.1}\]

Para determinar Kcat, obviamente se debe conocer el Vmax a una concentración particular de enzima, pero la belleza del término es que es una medida de velocidad independiente de la concentración enzimática, gracias al término en el denominador. Por lo tanto, Kcat es una constante para una enzima en condiciones dadas. Las unidades de K cat son\(\text{time}^{-1}\). Un ejemplo sería 35/segundo. Esto significaría que cada molécula de enzima está catalizando la formación de 35 moléculas de producto cada segundo. Si bien eso puede parecer un valor alto, existen enzimas conocidas (anhidrasa carbónica, por ejemplo) que tienen valores de Kcat de\(10^6\) /segundo. Este asombroso número ilustra claramente por qué las enzimas parecen casi mágicas en su acción.

Figura 4.7.2: Números comunes de rotación

\(K_M\)

Otro parámetro de una enzima que es útil es el conocido como KM, la constante de Michaelis. Lo que mide, en términos simples, es la afinidad que tiene una enzima por su sustrato. Las afinidades de las enzimas por los sustratos varían considerablemente, por lo que conocer la KM nos ayuda a comprender qué tan bien se adapta una enzima al sustrato que se usa. La medición de KM depende de la medición de Vmax. En una gráfica V vs. [S], KM se determina como el valor x que da Vmax/2. Un error común que cometen los estudiantes al describir V max es decir que KM = Vmax/2. Esto, por supuesto, no es cierto. KM es una concentración de sustrato y es la cantidad de sustrato que necesita para que una enzima alcance Vmax/2. Por otro lado Vmax/2 es una velocidad y no es más que eso. El valor de KM está inversamente relacionado con la afinidad de la enzima por su sustrato. Los valores altos de KM corresponden a una baja afinidad enzimática por el sustrato (se necesita más sustrato para llegar a Vmax). Los valores bajos de KM para una enzima corresponden a una alta afinidad por el sustrato.

Colaboradores

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