Cinética enzimáticaSerie Resuelta

1.- Con base en la ecuación de Michaelis-Menten contesta las siguientes preguntas:a) ¿A qué concentración de sustrato podrá una enzima operar a un cuarto de su velocidad máxima (1/4 Vmax), si cuenta con una kcat de 30.0 s-1 y una KM de 0.0050 M?

V0= ¼ Vmax

KM= 0.0050 M

b) Determine la fracción de Vmax que se obtendría con las siguientes concentraciones de sustrato [S]: 2 KM y 10 KM.

V0=V max[ S ]KM+[S ]

Vmax4

= Vmax [S ]0.005 M+[S ]

0.005 M+[S ]=4 V max[ S ]V max 0.005 M=4[S ]−[ S] 0.005 M=3[S ]

[S ]=0.005 M3   [S ]= 1.67  x  10−3M

V0=V max[ S ]KM+[S ]

V0=V max   [2KM ]KM+[2 KM ]

V0=2Vmax   [KM ]3KM

V0=23 Vmax

V0=V max   [10 KM ]KM+[10 KM ]

V0=10V max   [ KM ]11KM

V0=1011 V max

2.- Una enzima que cataliza la reacción X→Y se aisló de dos especies bacterianas diferentes. Ambas enzimas tienen la misma Vmax pero diferentes valores de KM para el sustrato. La enzima A tiene una KM de 2.0 μM, mientras que la enzima B tiene una KM de 0.5 μM. El gráfico representa las cinéticas de reacción llevadas a cabo con la misma concentración de cada enzima y con [X]= 1 μM. ¿Qué curva representa a la enzima A y cuál a la enzima B?A KM= 2.0 μMB KM= 0.5 μM

BA

La enzima A tiene una KM más grande que B , lo que quiere decir que requiere una [S] mayor para llegar a la mitad de la Vmax y a la saturación.

3.- Se midió la actividad de LDH de 25 mL de un extracto que tiene una concentración de 4.5 mg/mL. Se utilizaron 10 μL de una dilución 2:350. El medio de ensayo incluyo piruvato, amortiguador a pH 7.0 y NADH, para un volumen final con todo y enzima de 800 µL. El coeficiente de absorbitividad molar del NADH es 6220 M-1cm-1. Usando los siguientes datos calcula la actividad específica de la enzima en Unidades internacionales. 

0 1 2 3 4 50

0.20.40.60.8

11.2

f(x) = − 0.2176516129 x + 1.20410967742R² = 0.996648041287787

Tiempo (min)

Abs

340

nm

Curva temporal de actividad de LDH m (min-1) 0.2177

Vol Rx (mL) 0.8000Vol enzima (mL) 0.0100Factor de Dilución 175.0000Act vol (mmol/min/mL) 0.4900

Act vol (mmol/min/

mL)Vol (mL) Prot

(mg/mL)Proteína

(mg)Act total

(mmol/min)Act específica

(mmol/min/mg)0.4900 25.0000 4.5000 112.5000 12.2500 0.1089

4.- Completa la tabla de purificación.

Paso Volumen (ml)

Actividad Total (U)

Proteína total (mg)

Actividad específica (U/mg)

Enriquecimiento

(%)

Veces purificaci

ónEC (1) 500 3,000 15,000 0.2 100 1SA (2) 100 2,400 4,000 0.6 80 3CII (3) 45 1,440 500 2.88 48 14.4FG (4) 50 1,000 125 8 33 40Pasos: (1) Extracto Crudo; (2) fraccionamiento con sulfato de amonio; (3) Cromatografía de intercambio iónico; (4) Filtración en gel.

a) ¿Cuál fue el mejor paso de la purificación?

5.- De acuerdo a la siguiente tabla predice cuál es la enzima con la mayor afinidad por su sustrato.

Enzima kcat/KM (s-1M-1)Anhidrasa carbónica 8.3 × 107

Crotonasa 2.8 × 108

Triosa fosfato isomerasa

2.4 × 108

β-Lactamasa 1 × 108

6.- Se determinó la representación de dobles recíprocos para una reacción de un solo sustrato catalizada por la enzima Succinato deshidrogenasa a tres diferentes concentraciones de enzima. ¿Cuál de las siguientes familias de curvas se podría esperar? Explícalo.

La gráfica dos, puesto que el parámetro cinético que depende de la [E] es la Vmax, ya que por definición , mientras que la KM no depende de esto.

Por ello, a tres diferentes [E] de una misma enzima, se podrían esperar tres diferentes Vmax pero la misma KM.

7.- Las prostaglandinas son una clase de eicosanoides, derivados de ácidos grasos con una gran variedad de acciones extremadamente potentes en los tejidos de vertebrados. Son responsables de la producción de fiebre, inflamación y dolor. Las prostaglandinas se derivan del ácido araquidónico a través de una reacción catalizada por la enzima prostaglandina endoperóxido sintasa. Esta enzima, una cicloxigenasa, utiliza oxígeno para convertir el ácido araquidónico en PGG2, el precursor inmediato de muchas prostaglandinas. Prostaglandina Endoperóxido Sintasa

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

f(x) = 0.0202761532234972 x + 0.0193676465130411R² = 0.999313894777231

f(x) = 0.0116044004740742 x + 0.0193706618458756R² = 0.999933969087073

Sin ILinear (Sin I)

1/[S] (mM-1)

1/V

0 (m

in/m

M)

1V0

=(KMVmax   )1[S ]  +  1Vmax

Sin I Con Im (min) 0.0116 0.0203

b (min/mM) 0.0194 0.0194a (mM-1) 1.6693 0.9552

Vmax (mM/min) 51.624551.632

5KM (mM) 0.5991 1.0469

8.- Se midió la cinética de una enzima como función de la concentración de sustrato en presencia y ausencia del inhibidor (I), a una concentración de 2 mM.a) ¿Cuáles son los valores de Vmax y KM en ausencia del inhibidor? ¿Y en su presencia?b) ¿De qué tipo de inhibición se trata? 1

V0=(KMVmax   )1[S ]  +  1Vmax

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.40

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

f(x) = 0.666341675376073 x + 0.0221700041391401R² = 0.999970676616487

f(x) = 0.223988316800025 x + 0.0224053322144047R² = 0.998814996980906

Sin ILinear (Sin I)

1/[S] (mM-1)

1/V

0 (m

in/μ

M)

Sin I Con Im (min) 0.2240 0.6663

b (min/μM) 0.0224 0.0222a (μM-1) 0.1000 0.0333

Vmax (μM/min) 44.6322 45.1060

KM (μM) 9.9971 30.0560