La cinetica enzimatica
Fattori che influenzano la velocità di
reazione
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Temperatura
pH
Concentrazione dell’enzima
Concentrazione del substrato
Nel caso di enzimi allosterici anche la
presenza di modulatori positivi e negativi
Temperatura
pH
[E]
[S]
Se mettiamo in grafico V in funzione di [S], troviamo che:
•A bassi valori di [S], la velocità V, aumenta quasi linearmente
con l’aumentare di [S].
•Ma come [S] aumenta, gli aumenti di V diventano via via più
piccoli (iperbole rettangolare).
•L’asintoto rappresenta la velocità massima della reazione,Vmax
•La concentrazione di substrato che produce una V che è la
metà di Vmax è detta costante di Michaelis-Menten, Km.
Grafico di Michaelis-Menten
Aspetti importanti della cinetica di
Michaelis-Menten
L’equazione di Michaelis-Menten è la seguente:
Vmax
è la velocità limitante per concentrazioni di S tendenti all’infinito
Km è la concentrazione di S che fa assumere alla reazione metà della velocità
massima ed è espressa in Moli o millimoli o micromoli. Per verificare, poni
[S] uguale a Km nell’equazione; cancella i termini uguali e ottieni V=Vmax/2.
Calcolo dei parametri cinetici
Vmax e Km
• Dal grafico di MM non è agevole calcolare la
velocità massima della reazione, perché alle alte
[S] la curva ha un andamento asintotico. Per
questo si usa l’elaborazione di Lineweaver-Burk
che permette di linearizzare l’equazione tramite il
calcolo dei doppi reciproci.
Grafico di Lineweaver-Burk
Significato delle costanti cinetiche
• Lo studio della cinetica enzimatica è importante
per vari motivi:
1) Aiutano a comprendere come lavorano gli enzimi
2) Aiutano a comprendere come lavorano in vivo: le
costanti cinetiche Km e Vmax, sono di estrema
importanza per capire come gli enzimi si
coordinano tra loro a livello metabolico
3) Permettono confronti tra organi e tra specie
4) Possono essere usate a scopo clinico-diagnostico
L’ossalacetato si forma nel mitocondrio ad opera della malico
deidrogenasi (1) e della piruvato carbossilasi (2).
Viene consumato dalla citrato sintasi (3) e dalla via
gluconeogenetica (4)
la aspartato transaminasi (5) trasforma l’ossalacetato in
aspartato (e viceversa).
gluconeogenesi
4
pir
ac-CoA
2
asp
oxa
5 mal 1
3
Krebs
cit
Significato di Km nell’omeostasi del
glucosio
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[Glucosio] plasma: circa 5mM
Glucosio + ATP
Glucosio-6-P +ADP
Km glucosio per GK epatica=15mM
Km glucosio per HK cervello=0,01 mM
A parità di concentrazione di ATP (circa 1
mM) come saranno le velocità di GK e HK?
Significato Km