EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DEL SUSTRATO SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN Las enzimas tienen un particular comportamiento respecto de la velocidad de las reacciones que catalizan, y actúan de dos modos: a) rebajando la Ea del proceso en el que intervienen. b) aumentando la velocidad de reacción (hasta un millón de veces). La velocidad de una reacción catalizada enzimáticamente depende de factores como: a) las concentraciones de sustrato y enzima. b) la temperatura y el pH del medio. c) la presencia o ausencia de inhibidores y activadores. d) la concentración de coenzimas que pueden intervenir.
La eficacia de actuación de una enzima se mide en función de la velocidad con que el sustrato se transforma en producto. Un aumento de sustrato mantiene fija la concentración de la enzima, produciendo al principio un incremento considerable en la velocidad de la reacción. Sin embargo a medida que se va aumentando la concentración del sustrato la velocidad de la reacción empieza a decrecer, hasta que finalmente cuando la concentración del sustrato es elevada, no se observa cambio en la velocidad. A principios de este siglo Michaels y otros investigadores supusieron con razón que una reacción enzimática es difásica a varias concentraciones del sustrato. Los sitios activos da la enzima no se saturan con el sustrato cuando las concentraciones de este son bajas. La proporción enzimática varía con la concentración del sustrato. A medida que aumenta el número de las moléculas del sustrato, se van cubriendo cada vez más en mayor grado hasta que, en el punto de la saturación, no queda ninguno disponible. La enzima trabaja a su máxima
capacidad
y,
en
estas
condiciones,
independientemente de la concentración del sustrato.
la
velocidad
resulta
-Las enzimas presentan una cinética que responde al modelo propuesto por Michaelis-Menten. Según tal modelo, si se mide la velocidad de una reacción catalizada a una temperatura determinada y a una concentración constante de enzima, es decir, si se varía la concentración de sustrato, se obtiene una gráfica como la siguiente:
Cabe destacar los siguientes puntos :
la velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de sustrato, hasta llegar a un cierto límite en el cual se alcanza un máximo y ya no varía aunque se incremente la concentración de sustrato.
la velocidad es máxima cuando la enzima está saturada o formando el llamado complejo E-S. Es el momento que corresponde al llamado estado de transición, en el que se produce la total interacción del sustrato con el centro activo de la enzima. (Las reacciones no catalizadas no presentan este efecto de saturación). (Conn, 2006)
La ley que rige la velocidad de una reacción catalizada viene expresada por la llamada ecuación de Michaelis-Menten (en el recuadro de la gráfica anterior).
(En ella, Km es la constante de Michaels o constante de saturación, que indica el número de moléculas de sustrato que cada molécula de enzima es capaz de transformar por unidad de tiempo (sus valores oscilan entre 10-1 y 10-7, y cada enzima tiene su Km)).
El Km tiene dos significados biológicos importantes: 1. Si en la ecuación de Michaelis-Menten hacemos v = vmáx / 2, se obtiene que Km = [S], lo que significa que Km es la concentración de sustrato necesaria para que la velocidad de reacción alcance la mitad de su valor máximo. Es decir, Km = [S] a la velocidad de semi-saturación. 2. La Km de una enzima también indica el grado de afinidad de ésta respecto del sustrato o, lo que es lo mismo, la estabilidad del complejo E-S. Concretamente: a) Un valor
alto de
Km quiere
expresar que para
conseguir la
semisaturación se requiere una elevada concentración de sustrato y que, por lo tanto, la enzima no tiene gran afinidad por él. b) valores bajos de Km indican que el complejo E-S se forma a bajas concentraciones de sustrato, es decir, la enzima tiene gran afinidad por él. (Apuntes de Bilogia, 2014)
