Sistemas Multiespecies Reacciones bi-sustrato Sergio Huerta Ochoa UAM-Iztapalapa

Transcripción

1 Departamento de iotecnología Sistemas Multiespecies Reacciones bi-sustrato Sergio Huerta Ochoa UM-Iztapalapa

2 Departamento de iotecnología Reacciones bi-substratos El modelo de cinética enzimática de Michaelis- Menten fue derivado para una reacción de un substrato La mayoría de las reacciones enzimáticas tienen múltiples substratos y productos Las reacciones bi-substratos son aproximadamente el 60% de las reacciones enzimáticas conocidas E P Q

3 Departamento de iotecnología Reacciones catalizadas por enzimas. Oxidoreductasas Catalizan reacciones redox en las cuales un sustrato es reducido a expensas de un segundo que es oxidado 2. Transferasas Catalizan reacciones en las cuales un grupo es transferido de un sustrato a otro 3. Hidrolasas Catalizan reacciones en las cuales un sustrato es hidrolizado 4. Liasas Catalizan reacciones en las cuales un grupo es eliminado de un sustrato para formar un doble enlace 5. Isomerasas Catalizan reacciones de isomerización 6. Ligasas Catalizan la unión de dos moléculas a expensas de TP o de alguna otra fuente de energía Price N.C. y Dwek R.., Principles and Problems in Physical Chemistry for iochemist Solamente las reacciones de las categorías 4 y 5 pueden ser consideradas como reacciones realmente de un solo sustrato

4 Departamento de iotecnología dición de substrato liberación de producto El orden de la adición de substrato y liberación de producto en la mayoría de las reacciones enzimáticas sigue dos mecanismos de reacción Reacción secuencial todos los substratos deben enlazarse a la enzima antes de que la reacción ocurra y los productos sean liberados Secuencial ordenada Secuencial aleatoria Reacción Ping-pong uno o más productos son liberados antes de que todos los substratos hayan sido adicionados y una forma estable alterna de la enzima, F, es producida a la mitad de la reacción

5 Departamento de iotecnología Reacción bi-bi secuencial ordenada Secuencial ordenada la reacción tiene obligatoriamente un orden de adición de substrato y liberación de producto P Q E E E-EPQ EQ E Característica de muchas oxido-reductasas ND(P)H-dependientes.

6 Departamento de iotecnología Mecanismo para una reacción bi-sustrato secuencial ordenada E E E E P La expresión de velocidad puede ser obtenida utilizando la consideración de equilibrio Rápido Consideración de equilibrio rápido v [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

7 Departamento de iotecnología Reacción secuencial ordenada [ ][ ] v [ ] [ ][ ] Haciendo una doble recíproca /v versus /[] / v [ ] [ ] /[] Graficando las pendientes obtenidas para cada [] versus /[] m [ ]

8 Departamento de iotecnología Reacción secuencial aleatoria Secuencial aleatoria la reacción no muestra preferencia por el orden de la adición de substrato y liberación de producto P Q E EQ E E-EPQ E E EP Q P Característica de muchas quinasas y algunas dehidrogenasas.

9 Departamento de iotecnología Mecanismo para una reacción bi-sustrato secuencial aleatoria E v [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] E α α k p E E E P La expresión de velocidad puede ser obtenida utilizando la consideración de equilibrio Rápido Consideración de equilibrio rápido α α

10 v Planta Piloto de Fermentaciones Departamento de iotecnología Reacción secuencial aleatoria [ ][ ] [ ] α [ ] [ ][ ] α α Haciendo una doble recíproca /v versus /[] / v α α [ ] [ ] [ ] /[] Graficando las pendientes obtenidas para cada [] versus /[] α m b α α [ ] Graficando las ordenadas obtenidas para cada [] versus /[] [ ]

11 Departamento de iotecnología Mecanismo para una reacción bi-sustrato Ping-Pong P Q E E-FP F F-EQ E Característica de: Serin proteasas La expresión de velocidad puede ser obtenida utilizando la consideración de equilibrio rápido Consideración de equilibrio rápido v m [ ] [ ] [ ] m [ ] [ ] [ ] minotransferasas

12 Departamento de iotecnología Reacción Ping-Pong [ ][ ] v [ ] [ ] [ ][ ] Haciendo una doble recíproca /v versus /[] v [ ] [ ] / /[] Graficando las ordenadas obtenidas para cada [] versus /[] b [ ]