Fundamentos de la cinética enzimática
El estudio de la rapidez con la que ocurren las reacciones químicas bajo la acción de biocatalizadores corresponde a la cinética de las reacciones enzimáticas. Esta sección de la enzimología analiza la dependencia de la velocidad del proceso respecto a dos grupos clave de factores:
- La naturaleza química de las propias sustancias reaccionantes (sustratos).
- Las condiciones ambientales (temperatura, acidez y otros parámetros).
¿Cómo se expresa la velocidad de la reacción?
Para evaluar la actividad catalítica, los especialistas siempre se orientan por la velocidad de la reacción. En bioquímica, esta se define como el cambio en la cantidad de moléculas durante un intervalo de tiempo estrictamente determinado.
Es posible registrar este cambio de dos maneras equivalentes:
- Evaluando la disminución de la cantidad de la sustancia inicial (sustrato).
- Midiendo el aumento de la cantidad del producto formado.
Esta velocidad actúa como una medida universal de la capacidad catalítica, que comúnmente se denomina simplemente actividad enzimática.
Unidad Internacional de actividad (UI)
Dado que no es práctico contar los valores absolutos de las moléculas, en la práctica médica y farmacéutica se utilizan magnitudes convencionales estandarizadas. La principal de ellas es la Unidad Internacional de actividad (UI o U).
Una UI es exactamente la cantidad de enzima suficiente para catalizar la conversión de 1 µmol de sustrato por minuto.
Regla fundamental: las mediciones se realizan siempre en condiciones estándar, que deben ser óptimas para la enzima específica. Por lo general, se trata de una temperatura de $37^\circ$C y un nivel de pH del medio ideal para dicha proteína.
Actividad específica y pureza del preparado
En condiciones de laboratorio, las enzimas a menudo se encuentran en solución junto con muchas otras proteínas tisulares. Para comprender cuán puro es el preparado aislado, se calcula la actividad específica (Act. Esp.).
Este indicador refleja el número de unidades de actividad enzimática que corresponden a 1 miligramo de proteína total en la muestra.
Fórmula de cálculo: Act. Esp. = Cantidad de sustrato convertido (en µmol) / [Tiempo (en min) × Cantidad de proteína (en mg)]
Significancia clínica: El indicador señala directamente el grado de purificación de la enzima. La lógica es simple: cuantas menos proteínas «extrañas» o superfluas haya en su muestra, mayor será el valor de la actividad específica.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué factores influyen en la cinética de las reacciones enzimáticas?
La velocidad de las reacciones enzimáticas depende de la naturaleza química de las sustancias reaccionantes y de los factores ambientales. Además, la velocidad de las reacciones químicas homofásicas en general se ve afectada por la temperatura, la concentración de las sustancias y la presencia de catalizadores.
¿Qué es un katal en bioquímica?
El katal es una de las unidades de actividad enzimática que sirve como medida de su capacidad catalítica. Las fuentes no proporcionan una definición detallada del katal.
¿En qué se diferencia la actividad específica de la actividad molecular (número de recambio)?
| Característica | Actividad específica | Actividad molecular |
|---|---|---|
| Definición | Número de unidades de actividad enzimática por 1 mg de proteína | Cantidad de moléculas de sustrato convertidas por una molécula de enzima por 1 min en condiciones óptimas |
| Propósito | Evaluación del grado de pureza del preparado (cantidad de moléculas de enzima entre otras proteínas) | Comparación de la actividad de una misma enzima procedente de diferentes fuentes y de la eficacia catalítica de distintas enzimas |
Es fácil recordar la fórmula de la actividad específica con el principio de «el trabajo arriba, la masa y el tiempo abajo»: arriba escribimos el trabajo en sí (micromoles de sustrato) y abajo quién lo hizo (miligramos de proteína) y cuánto tardó (minutos).
Qué más repasar sobre el tema
- Dependencia de la cinética respecto a la naturaleza química de las sustancias reaccionantes
- Influencia de los factores ambientales (pH, temperatura) en la velocidad de la reacción
- Métodos para evaluar el cambio en la cantidad de sustrato y producto
- Aplicación clínica del indicador de actividad específica
Domina el tema por completo en el curso de «Bioquímica»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Medición de la actividad enzimática» y otras 3616 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 115 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Enzimología»
Videotutoriales gratuitos: bioquímicaLecciones cortas con resúmenes, sin necesidad de registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.