Cinètica i Regulació de l'Activitat Enzimàtica: Factors i Mecanismes

3.4 La cinètica de l'activitat enzimàtica

En una reacció enzimàtica amb [E] constant, quan augmenta la [S] augmenta la velocitat de reacció. La velocitat màxima es dóna quan tot l'enzim està ocupat per molècules de substrat. S'ha produït la saturació de l'enzim. Per la majoria d'enzims la gràfica és una hipèrbole. Michaelis-Menten va definir com a KM (constant de Michaelis-Menten) la [S] a la qual la velocitat de reacció és la meitat de la velocitat màxima. La KM depèn del grau d'afinitat entre l'enzim i el substrat.

3.5 Factors que afecten l'activitat enzimàtica

3.5.1 La temperatura:

A l'augmentar l'energia calorífica, augmentem la mobilitat de les partícules, el nombre de trobades, i, per tant, la velocitat de reacció. Temperatura òptima: temperatura a la qual la velocitat de reacció és màxima. Temperatura d'inactivació: temperatura a la qual els enzims es desnaturalitzen per sobre de 50 o 60 ºC (excepte en bacteris termòfils).

3.5.2 Influència del pH

Els enzims presenten dos valors límits de pH entre els quals són eficaços (interval d'actuació), fora d'aquests es desnaturalitzen. El pH òptim està condicionat pel tipus d'enzim i de substrat, perquè influeix en el grau d'ionització dels radicals d'aquestes molècules.

3.5.3 Inhibidors

Són substàncies que retarden o impedeixen la reacció enzimàtica.

Inhibició irreversible o enverinament de l'enzim L'inhibidor es fixa permanentment al centre actiu, que perd la seva capacitat catalítica o modifica l'estructura de l'enzim.

Inhibició reversible competitiva Els inhibidors són similars al substrat i actuen en el mateix centre actiu, competeixen amb aquest. Provoquen la disminució de la velocitat de reacció i si la concentració de l'inhibidor és prou alta poden arribar a bloquejar-la. Inhibició reversible no competitiva L'inhibidor no s'uneix al centre actiu però hi impedeix l'accés al substrat, altres vegades s'uneix al complex ES impedint la seva separació.

3.6 Els enzims al·lostèrics

Són enzims que poden adoptar dues conformacions diferents però estables (activa-inactiva). El canvi d'aquestes és provocat per molècules anomenades lligands a determinats llocs dels enzims: centres reguladors. Hi ha dos tipus de lligands segons la configuració induïda que provoquen:

• lligands activadors o efectors
• lligands inhibidors.

3.7 El cooperativisme

Els enzims al·lostèrics poden estar formats per diferents unitats anomenades protòmers, que tenen un centre actiu i un centre regulador. La unió E-L en un protòmer fa funcional el centre actiu produint-se la transmissió al·lostèrica (la configuració que es transmet instantàniament als altres protòmers que també es tornen actius). En els enzims al·lostèrics la velocitat de reacció respecte a la [S] no és tan alta com als enzims no al·lostèrics. Però si es produeix transmissió al·lostèrica (cooperativisme) es produeix un canvi de velocitat de reacció molt gran. Corba d'activitat enzimàtica en enzims normals (hipèrbole) i al·lostèrics (sigmoidal).

3.8 La regulació de les vies metabòliques

Via metabòlica: successió de reaccions químiques que fan que un substrat passi per diversos compostos intermedis (metabolits) fins que s'obtingui el producte.

Complex multienzimàtic: conjunt d'enzims que intervenen.

Sistemes de regulació:

• Regulació per retroinhibició o inhibició feed-back de l'activitat enzimàtica: Es dóna quan la configuració inicial de l'enzim és activa. L'enzim que catalitza la primera reacció sol ser al·lostèric. La via s'inhibeix quan el producte final es fixa sobre el centre regulador.
• Regulació per inducció enzimàtica: És la que es dóna quan la configuració inicial de l'enzim és inactiva. La substància inicial es fixa al centre regulador i provoca la transició al·lostèrica de l'enzim a la seva forma activa perquè pugui actuar sobre el substrat.

3.9 La disposició espacial dels enzims

En les vies metabòliques el producte generat per un enzim és el substrat de l'enzim següent, per augmentar l'eficiència del sistema s'utilitzen diferents estratègies:

a. Compartimentació

b. Complex multienzimàtic

c. Inclusió a les membranes

Complexos multienzimàtics que fan les últimes etapes de la cadena respiratòria, situats a les crestes mitocondrials.