Biopolímeros (4831)
	Módulo 4. Ficha 4.10

Como cualquier catalizador químico, una de las características esenciales de los enzimas es que basta una pequeña cantidad de ellos para producir una enorme aceleración de la reacción que catalizan. Así pues, una buena parte de los estudios químico-físicos sobre la catálisis enzimática se hacen con una gran concentración de exceso del sustrato.

Es un hecho experimental constatado que el inicio de la reacción enzimática conlleva una variación en la concentración de enzima libre, así como en la concentración de cualquier otro intermedio de reacción que pueda formarse durante el proceso de transformación química. A este periodo de la reacción se le llama pre-estado estacionario (pre-steady state) y es observable en una escala de tiempo muy baja (ms) con metodología experimental de cinéticas rápidas. Después de este primer periodo y durante un intervalo de tiempo más o menos largo, dependiendo de la concentración inicial de sustratos, la velocidad de la reacción no varía con el tiempo. A este periodo se le llama estado estacionario (steady state). En esta sección los sólo se tratarán las ecuaciones cinéticas en el estado estacionario.

4.4.1. La base experimental: la ecuación de Michaelis-Menten

Para muchos enzimas, la variación de la velocidad de reacción con la concentración de substrato sigue una función como la de la figura de la izquierda, la cual puede expresarse en forma matemática como: que recibe el nombre de ecuación de Michaelis.

Para valores bajos de la concentración, la velocidad tiene una variación lineal con [S], sin embargo a medida que la concentración aumenta, la variación de la velocidad se hace menor y finalmente se hace constante (saturación) e independiente de la concentración de sustrato. Esta velocidad a concentraciones saturantes de substrato es la velocidad máxima (V_m). La V_m es directamente proporcional a la concentración de enzima empleada. La constante de proporcionalidad entre ambas magnitudes es la constante catalítica (V_m =k_cat[E]o) que tiene unidades de tiempo^-1. A la concentración de substrato que corresponde una v = V_m /2 se le llama K_M, constante de Michaelis y tiene unidades de concentración.

En muchas ocasiones la actividad enzimática se da como el número de micromoles de substrato transformado por unidad de tiempo y por miligramo de proteína en condiciones de saturación. A esta magnitud se le llama también actividad específica

mmol min^-1 (mg enz) ^-1 = 1 unidad de actividad

Si la muestra que se mide es totalmente pura, la actividad específica está relacionada con la V_m de la ecuación de Michaelis. Si se conoce el peso molecular enzimático, puede calcularse la k_cat, también llamada número de recambio (turnover number) o sea, el número de moles de substrato convertidos por mol de enzima en la unidad de tiempo.

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