1. Una chinasi catalizza la fosforilazione del suo substrato con una Km di 0.05 mM e una Kcat di 30 s -1, sapendo che la
concentrazione dell’enzima è 5 μM determinare la Vmax della reazione. Disegnare la curva cinetica relativa a tale reazione sul
seguente grafico di Micaelis-Menten. Disegnare sullo stesso grafico la curva che si ottiene dopo aver raddoppiato la
concentrazione dell’enzima.
0.3
V0 (mM/sec)
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
[S] mM
2. In che modo può essere modulata l’attività enzimatica?
3. Come agiscono gli inibitori reversibili? Fare degli esempi.
4. I 2 enzimi Esochinasi e Glucochinasi catalizzano entrambi la reazione: Glucosio + ATP → Glu-6-P + ADP. I valori di Km sono 10
μM per l’esochinasi e 20 mM per la glucochinasi. Quale dei due enzimi fosforila il glucosio con una velocità vicina a Vmax in
condizioni di digiuno? ([Glu] a digiuno 5 mM)
5. Se si considera la cinetica di una reazione catalizzata da un enzima allosterico in presenza di un attivatore allosterico, la Km per
il substrato:
a) aumenta
b) diminuisce
c) rimane invariata,
rappresentare in un grafico la curva cinetica dell’enzima allosterico in assenza e in presenza dell’attivatore.
4.0
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
3.5
3.0
2.5
1/V0 (min/mM)
V0 (mM/min)
6. Calcolare la velocità iniziale della reazione di seguito riportata: Mannosio + ATP → Man-6-P + ADP
[Mannosio] = 0.2 mM
Km = 0.1 mM
Vmax = 1 mM/min
- Quanto vale il numero di turnover quando la concentrazione dell’esochinasi è 5 μM?
- Disegnare la curva che descrive la dipendenza di V0 da [Mannosio] nelle condizioni sperimentali riportate nell’esercizio.
- Disegnare la curva ottenuta in presenza di un inibitore incompetitivo, commentando brevemente le scelte fatte.
- Tracciare il corrispondente grafico dei doppi reciproci per l’esperimento fatto in assenza di inibitore.
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
[S] mM
0.5
0.6
0.0
-12 -10 -8 -6
-4 -2
0
2
4
-1
[1/S] mM
6
8
10 12 14
7. tracciare nel grafico sottostante due possibili curve cinetiche corrispondenti a due esperimenti fatti utilizzando lo stesso
substrato e lo stesso enzima, quest’ultimo però a due diverse concentrazioni. Spiegare in cosa differiscono le due curve.
1.40
V0 (mM/min)
1.12
0.84
0.56
0.28
0
0
0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2 1.4
1.6 1.8
2.0
8. Calcolare la vmax della reazione di seguito riportata sapendo la concentrazione dell’enzima Fumarasi corrisponde a 5x10-9 M e la
kcat vale 8,0x102 sec-1.
Fumarato → Malato
Calcolare inoltre la velocità iniziale della reazione ad una concentrazione di fumarato pari a 10 -5 M sapendo che la KM vale
5,0x10-6 M.
9. Quanti tipi di meccanismi di catalisi consentono agli enzimi di diminuire l’energia di attivazione della reazione da loro catalizzata?
Elencarli ed illustrarne brevemente uno.
10. Dal grafico di seguito riportato, che descrive la dipendenza della velocità di reazione enzimatica dalla concentrazione del
substrato, ricavare i seguenti parametri, sapendo che la concentrazione dell’enzima è pari a 10-3 M.
a. Km
b. Vmax
c. kcat
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Disegnare sullo stesso grafico la curva che descrive i risultati ottenuti in presenza di un inibitore competitivo.
10. Elencare e descrivere i diversi meccanismi di regolazione dell’attività enzimatica.
11. I dati cinetici di una reazione
enzimatica in presenza ed in assenza di inibitori sono riportati nel seguente grafico (unità di
20
1
misura: v0, micromolare/sec;
18[S], mM):
16
2
v iniziale
14
12
3
10
8
6
4
2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
[S]
Determinare:
Il valore della vmax e della Km nelle tre condizioni e stabilire quale curva si riferisce all’esperimento condotto in assenza di
inibitori e quale tipo di inibitori sono stati usati negli altri due esperimenti. Determinare il valore di kcat sapendo che [E] = 1
microM.
12. Perché la velocità di reazione aumenta in presenza di un enzima?
13. In che modo temperatura e pH influenzano l’attività enzimatica e perché.
14. Cosa sono i modulatori omotropici e quelli eterotropici degli enzimi allosterici?
15. Cosa si intende per modulazione covalente reversibile? Fare un esempio.
16. Nel grafico è riportata la velocità iniziale di una reazione enzimatica misurata a diverse concentrazioni di substrato in
presenza di una concentrazione di enzima 2 M.
A. Determinare il valore di Km e kcat, indicando le rispettive unità di misura.
B. Spiegare qual è il significato dei due parametri cinetici Km e kcat, che informazioni forniscono?
C. Scrivere la relazione esistente fra v0 e [S].
D. Disegnare sullo stesso grafico la curva che si otterrebbe con una concentrazione di enzima 4 M. Qual è il parametro che varia
quando varia la [E]?
12
V0 (micromol/min)
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
[S] (mM)
3
3.5
4
4.5
5