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  • 1. Los enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos.Los enzimas son catalizadores, es decir, sustancias que, sin consumirse en unareacción, aumentan notablemente su velocidad. No hacen factibles lasreacciones imposibles, sino que solamente aceleran las que espontáneamentepodrían producirse. Ello hace posible que en condiciones fisiológicas tenganlugar reacciones que sin catalizador requerirían condiciones extremas depresión, temperatura o pH.4.3.2.- ASPECTOS GENERALES SOBRE LOS enzimasPrácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivosestán catalizadas por enzimas. Los enzimas son catalizadores específicos: cadaenzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre un únicosustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reacción catalizadapor un enzima:La sustancia sobre la que actúa el enzima se llama sustrato.El sustrato se une a una región concreta de la enzima, llamada centro activo. Elcentro activo comprende (1) un sitio de unión formado por los aminoácidosque están en contacto directo con el sustrato y (2) un sitio catalítico, formadopor los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacciónUna vez formados los productos el enzima puede comenzar un nuevo ciclo dereacción.
  • 2. Los enzimas, a diferencia de los catalizadores inorgánicos catalizan reaccionesespecíficas. Sin embargo hay distintos grados de especificidad. El enzimasacarasa es muy específico: rompe el enlace β-glucosídico de la sacarosa o decompuestos muy similares. Así, para el enzima sacarasa, la sacarosa es susustrato natural, mientras que la maltosa y la isomaltosa son sustratosanálogos. El enzima actúa con máxima eficacia sobre el sustrato natural y conmenor eficacia sobre los sustratos análogos. Entre los enzimas poco específicosestán las proteasas digestivas como la quimotripsina, que rompe los enlacesamida de proteínas y péptidos de muy diverso tipo.Las propiedades de los enzimas derivan del hecho de ser proteínas y de actuarcomo catalizadores. Como proteínas, poseen una conformación natural másestable que las demás conformaciones posibles. Así, cambios en la
  • 3. conformación suelen ir asociados en cambios en la actividad catalítica. Losfactores que influyen de manera más directa sobre la actividad de un enzimason:- pH- temperatura- cofactores.a) EFECTO DEL pH SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICALos enzimas poseen grupos químicos ionizables (carboxilos -COOH; amino -NH2; tiol -SH; imidazol, etc.) en las cadenas laterales de sus aminoácidos. Segúnel pH del medio, estos grupos pueden tener carga eléctrica positiva, negativa oneutra. Como la conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargaseléctricas, habrá un pH en el cual la conformación será la más adecuada para laactividad catalítica. Este es el llamado pH óptimo.La mayoría de los enzimas son muy sensibles a los cambios de pH. Desviacionesde pocas décimas por encima o por debajo del pH óptimo pueden afectardrásticamente su actividad. Así, la pepsina gástrica tiene un pH óptimo de 2, laureasa lo tiene a pH 7 y la arginasa lo tiene a pH 10. Como ligeros cambios delpH pueden provocar la desnaturalización de la proteína, los seres vivos han
  • 4. desarrollado sistemas más o menos complejos para mantener estable el pHintracelular: Los amortiguadores fisiológicos.b) EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRELA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAEn general, los aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas: porcada 10ºC de incremento, la velocidad de reacción se duplica. Las reaccionescatalizadas por enzimas siguen esta ley general. Sin embargo, al ser proteínas, apartir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por el calor.La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperaturaóptima. Por encima de esta temperatura, el aumento de velocidad de lareacción debido a la temperatura es contrarrestado por la pérdida de actividadcatalítica debida a la desnaturalización térmica, y la actividad enzimáticadecrece rápidamente hasta anularse.
  • 5. c) EFECTO DE LOS COFACTORES SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAA veces, un enzima requiere para su función la presencia de sustancias noproteicas que colaboran en la catálisis: los cofactores.Los cofactores pueden ser iones inorgánicos como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++etc.Casi un tercio de los enzimas conocidos requieren cofactores. Cuando elcofactor es una molécula orgánica se llama coenzima. Muchos de estascoenzimas se sintetizan a partir de vitaminas.En la figura inferior podemos observar una molécula de hemoglobina (proteínaque transporta oxígeno) y su coenzima (el grupo hemo).Cuando los cofactores y las coenzimas se encuentran unidos covalentemente alenzima se llaman grupos prostéticos.La forma catalíticamente activa del enzima, es decir, la enzima unida a su grupoprostético, se llama holoenzima.La parte proteica de un holoenzima (inactiva) se llama apoenzima, de formaque:Apoenzima + grupo prostético= holoenzima
  • 6. Hay varias formas mediante las cuales se asigna un nombre a un enzima: 1. Nombres Particulares: Antiguamente, los enzimas recibían nombres particulares, asignados por su descubridor. Al ir aumentando el número de enzimas conocidos, se hizo necesaria una nomenclatura sistemática que informara sobre la acción específica de cada enzima y los sustratos sobre los que actuaba. 2. Nombre Sistemático: El nombre sistemático de un enzima consta actualmente de 3 partes:  El sustrato preferente.  El tipo de reacción realizada  Terminación "asa"  Un ejemplo sería la glucosa fosfato isomerasa que cataliza la isomerización de la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato.Muchos enzimas catalizan reacciones reversibles. No hay una manera únicapara fijar cual de los dos sentidos se utiliza para nombrar al enzima. Así, la
  • 7. glucosa fosfato isomerasa también podría llamarse fructosa fosfato isomerasa.Cuando la acción típica del enzima es la hidrólisis del sustrato, el segundocomponente del nombre se omite y por ejemplo, la lactosa hidrolasa se llamasimplemente lactasa. Además de los nombres sistemáticos, aún persisten otrosconsagrados por el uso. Así, la glucosa: ATP fosforiltransferasa se llamahabitualmente glucoquinasa. 3. Nomenclatura de la Comisión Enzimática:El nombre de cada enzima puede ser identificado por un código numérico,encabezado por las letras EC (enzyme commission), seguidas de cuatronúmeros separados por puntos. El primer número indica a cual de las seisclases pertenece el enzima, el segundo se refiere a distintas subclases dentro decada grupo, el tercero y el cuarto se refieren a los grupos químicos específicosque intervienen en la reacción.En función de su acción catalítica específica, los enzimas se clasifican en 6grandes grupos o clases:Clase 1: OXIDORREDUCTASASClase 2: TERANSFERASASClase 3: HIDROLASASClase 4: LIASASClase 5: ISOMERASASClase 6: LIGASAS
  • 8. a) Acción de las Oxidorreductasas: Catalizan reacciones de oxidorreducción, esdecir, transferencia de hidrógeno (H) o electrones (e-) de un sustrato a otro,según la reacción general: AH2 + B A + BH2 Ared + Box Aox + BredEjemplos son la succinato deshidrogenasa o la citocromo c oxidasa.b) Acción de las Transferasas: Catalizan la transferencia de un grupo químico(distinto del hidrógeno) de un sustrato a otro, según la reacción: A-B + C A + C-BUn ejemplo es la glucoquinasa, que cataliza la reacción representada en laFigura de abajo: glucosa + ADP + glucosa-6- ATP fosfato
  • 9. c) Acción de las Hidrolasas: Catalizan las reacciones de hidrólisis: A-B + H2O AH + B-OHUn ejemplo es la lactasa, que cataliza la reacción: lactosa + Glucosa + agua galactosad) Acción de lasLiasas: Catalizan reacciones de ruptura o soldadura desustratos: A-B A+BUn ejemplo es la acetacetato descarboxilasa, que cataliza la reacción: ácido acetacético CO2 + acetonae) Acción de las Isomerasas: Catalizan la interconversión de isómeros: A BSon ejemplos la fosfotriosa isomerasa y la fosfoglucosa isomerasa, que catalizanlas reacciones representadas en la tabla inferior:
  • 10. f) Acción de las Ligasas: Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisissimultánea de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.): A + B + XTP A-B + XDP + PiUn ejemplo es la piruvato carboxilasa, que cataliza la reacción: piruvato + CO2 + oxaloacetato+ ADP + Pi ATPEn las reacciones espontáneas, los productos finales tienen menos energía librede Gibbs (DG) que los reactantes (Figura inferior izquierda). Por tanto, en lasreacciones espontáneas se libera energía de Gibbs (DG<0). Sin embargo, elcomienzo de la reacción requiere un aporte inicial de energía. Esta energíainicial que hay que suministrar a los reactantes para que la reacción transcurrase llama energía de activación (Ea). Cuanto menor es la Ea más fácilmentetranscurre la reacción.La acción de los catalizadores consiste, precisamente, en disminuir la Ea(Figura superior derecha). Los enzimas son catalizadores especialmente
  • 11. eficaces, ya que disminuyen la Ea aún más que los catalizadores inorgánicos.Por ejemplo, la descomposición del agua oxigenada (H2O2) para dar H2O y O2puede ocurrir sin catalizador, utilizando un catalizador inorgánico (platino), ouna enzima específico (catalasa). Las respectivas Ea para cada proceso son 18,12 y 6 Kcal/mol. Así, se puede calcular que el platino acelera la reacción 20.000veces, mientras que la catalasa la acelera 370.000 veces. Para que una reacciónquímica tenga lugar, las moléculas de los reactantes deben chocar con unaenergía y una orientación adecuadas.La actuación del enzima (1) permite que los reactantes (sustratos) se unan a sucentro activo con una orientación óptima para que la reacción se produzca y (2)modifica las propiedades químicas del sustrato unido a su centro activo,debilitando los enlaces existentes y facilitando la formación de otros nuevos(Figuras inferiores):Hay dos modelos sobre la forma en que el sustrato se une al centro activo delenzima:
  • 12. - El modelo llave cerradura: El modelo llave-cerradura supone que la estructuradel sustrato y la del centro activo son complementarias, de la misma forma queuna llave encaja en una cerradura.Este modelo es válido en muchos casos, pero no es siempre correcto.- El modelo del ajuste inducido:
  • 13. En algunos casos, el centro activo adopta la conformación idónea sólo enpresencia del sustrato. La unión del sustrato al centro activo del enzimadesencadena un cambio conformacional que da lugar a la formación delproducto. Este es el modelo del ajuste inducido. Sería algo así como uncascanueces, que se adapta al contorno de la nuez.Una molécula de enzima no tiene por qué actuar siempre a la misma velocidad.Su actividad puede estar modulada por:  Cambios en el pH.  Cambios en la temperatura.  Presencia de cofactores.  Las concentraciones del sustrato de los productos finales.  Presencia de inhibidores.  Modulación alosterica.  Modificación covalente.  Activación por proteolisis.
  • 14.  Isoenzimas.Fíjese cuando hablamos de los factores que influyen de manera más directasobre la actividad de un enzima mencionamos como al afecta los cambios en elpH, la temperatura y la presencia de cofactores,así que aquí pasaremos adescribir como la afecta:a) EFECTO DE LAS CONCENTRACIONES SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICALa velocidad de una reacción enzimática depende de la concentración desustrato.La figura muestra la velocidad de una reacción enzimática a 6 concentracionesdistintas de sustrato.Además, la presencia de los productos finales puede hacer que la reacción seamás lenta, o incluso invertir su sentido (Figura inferior).
  • 15. b) EFECTO DE LOS INHIBIDORES SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICACiertas moléculas pueden inhibir la acción catalítica de un enzima: son losinhibidores.Estos inhibidores bien pueden ocupar temporalmente el centro activo porsemejanza estructural con el sustrato original (inhibidor competitivo) o bienalteran la conformación espacial del enzima, impidiendo su unión al sustrato(inhibidor no competitivo) (Figuras inferiores).c) MODULACIÓN ALOSTÉRICA DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICAHay enzimas que pueden adoptar 2 conformaciones interconvertibles llamadasR (relajada) y T (tensa). R es la forma más activa porque se une al sustrato conmás afinidad. Las formas R y T se encuentran en equilibrio R <==> T:
  • 16. Ciertas sustancias tienden a estabilizar la forma R. Son los llamadosmoduladores positivos. El propio sustrato es a menudo un modulador positivo.Las moléculas que favorecen la forma R pero que actúan sobre una región de laenzima distinta del centro activo son los activadores alostéricos (Figurainferior).Las sustancias que favorecen la forma T y disminuyen la actividad enzimáticason los moduladores negativos. Si estos moduladores actúan en lugaresdistintos del centro activo del enzima se llaman inhibidores alostéricos.d) EFECTO DE LA MODIFICACIÓN COVALENTE SOBRE LA ACTIVIDADENZIMÁTICAOtros enzimas pasan de una forma menos activa a otra más activa uniéndosecovalentemente a un grupo químico de pequeño tamaño como elpirofosfato (Pi) o el adenosinmonofosfato (AMP). También se da el casoinverso, en el que un enzima muy activo se desactiva al liberar algún grupoquímico. En las enzimas de las vías degradativas del metabolismo, la formafosforilada es más activa que la no fosforilada, mientras que en las víasbiosintéticas ocurre lo contrario. En las figuras inferiores se ilustra la activaciónde una proteína por fosforilación.
  • 17. Algunos enzimas no se sintetizan como tales, sino como proteínas precursorassin actividad enzimática. Estas proteínas se llaman proenzimas o zimógenos.Para activarse, los zimógenos sufren un ataque hidrolítico que origina laliberación de uno o varios péptidos. El resto de la molécula proteica adopta laconformación y las propiedades del enzima activo. Muchos enzimas digestivosse secretan en forma de zimógenos y en el tubo digestivo se convierten en laforma activa. Es el caso de la quimotripsina, que se sintetiza en forma dequimotripsinógeno (Figura inferior). Si estos enzimas se sintetizasendirectamente en forma activa destruirían la propia célula que las produce. Así,la tripsina pancreática (una proteasa) se sintetiza como tripsinógeno (inactivo).Si por alguna razón se activa en el propio páncreas, la glándula sufre un procesode autodestrucción (pancreatitis aguda), a menudo mortal.
  • 18. 4.3.8.- REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA POR MEDIO DEISOENZIMASAlgunos enzimas tienen distinta estructura molecular aunque su funciónbiológica es similar. Se llaman isozimas o isoenzimas. Estas diferencias deestructura se traducen en ligeros cambios en sus propiedades, de forma quecada isozima se adapta perfectamente a la función que debe realizar.Así, podemos observar la existencia de isoenzimas en función de:  El tipo de tejido: Por ejemplo, la lactato deshidrogenasa presenta isozimas distintos en músculo y corazón.  El compartimiento celular donde actúa: Por ejemplo, la malato deshidrogenasa del citoplasma es distinta de la de la mitocondria.  El momento concreto del desarrollo del individuo: Por ejemplo, algunos enzimas de la glicólisis del feto son diferentes de los mismos enzimas en el adulto.
  • 19. Los principios generales de las reacciones químicas se aplican también a lasreacciones enzimáticas. Por este motivo, antes de empezar con la cinéticaquímica, se van a repasar algunos conceptos básicos de cinética química.Recuerde entre los conceptos básicos de cinética química tenemos:En una reacción de orden cero, la velocidad de formación del producto esindependiente de la concentración de sustrato:v=kEn una reacción de primer orden la velocidad de formación de los productos esdirectamente proporcional a la concentración del sustrato:v = k [A]Así, en la reacción: SACAROSA + GLUCOSA + AGUA FRUCTOSALa velocidad de hidrólisis de la sacarosa es, en todo momento, proporcional a laconcentración de sacarosa. Dicho matemáticamente, donde [A] es laconcentración de sacarosa a cada tiempo (t) y k es la constante deproporcionalidad. Se dice que ésta es una reacción de primer orden. Unareacción de segundo orden es aquella en la que la velocidad de formación delproducto dependede la concentración de dos sustratos (como en una reacciónde condensación):v = k [A1] [A2]
  • 20. del cuadrado de la concentración de un único sustrato (reacción dedimerización):v = k [A]2A continuación, se describirán los siguientes conceptos:- cinética enzimática.- modelo enzimático de Michaelis-Menten.- calculo de Km y Vmax de un enzima.- actividad enzimática.a) Cinética enzimática:La cinética enzimática estudia la velocidad de las reacciones catalizadas porenzimas. Estos estudios proporcionan información directa acerca delmecanismo de la reacción catalítica y de la especifidad del enzima. La velocidadde una reacción catalizada por un enzima puede medirse con relativa facilidad,ya que en muchos casos no es necesario purificar o aislar el enzima. La medidase realiza siempre en las condiciones óptimas de pH, temperatura, presencia decofactores, etc, y se utilizan concentraciones saturantes de sustrato. En estascondiciones, la velocidad de reacción observada es la velocidad máxima(Vmax). La velocidad puede determinarse bien midiendo la aparición de losproductos o la desaparición de los reactivos.
  • 21. Al seguir la velocidad de aparición de producto (o de desaparición del sustrato)en función del tiempo se obtiene la llamada curva de avance de la reacción, osimplemente, la cinética de la reacción. A medida que la reacción transcurre, lavelocidad de acumulación del producto va disminuyendo porque se vaconsumiendo el sustrato de la reacción (Figura inferior). Para evitar estacomplicación se procede a medir la velocidad inicial de la reacción (Vo). Lavelocidad inicial de la reacción es igual a la pendiente de la curva de avance atiempo cero (Figura de la derecha). De esta forma, la medida de v0 se realizaantes de que se consuma el 10% del total del sustrato, de forma que puedaconsiderarse la [S] como esencialmente constante a lo largo del experimento.Además, en estas condiciones no es necesario considerar la reacción inversa, yaque la cantidad de producto formada es tan pequeña que la reacción inversaapenas ocurre. De esta forma se simplifican enormemente las ecuaciones develocidad.
  • 22. Para estudiar la cinética enzimática se mide el efecto de la concentración inicialde sustrato sobre la velocidad inicial de la reacción, manteniendo la cantidad deenzima constante. Si representamos V0 frente a [S]0 obtenemos una gráficacomo la de la Figura de abajo. Cuando [S]0 es pequeña, la velocidad inicial esdirectamente proporcional a la concentración de sustrato, y por tanto, lareacción es de primer orden. A altas [S]0, el enzima se encuentra saturada porel sustrato, y la velocidad ya no depende de [S]0.En este punto, la reacción es de orden cero y la velocidad es máxima (Vmax).b) Modelo enzimático de Michaelis-Menten: Para explicar la relación observadaentre la velocidad inicial (Vo) y la concentración inicial de sustrato ([S]o)Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadasenzimáticamente ocurren en dos etapas: En la primera etapa se forma el
  • 23. complejo enzima-sustrato y en la segunda, el complejo enzima-sustrato dalugar a la formación del producto, liberando el enzima libre:En este esquema, k1, k2 y k3 son las constantes cinéticas individuales de cadaproceso y también reciben el nombre de constantes microscópicas develocidad. Según esto, podemos afirmar que:v1 = k1 [E] [S]v2 = k2 [ES]v3 = k3 [ES]Se puede distinguir entre enzima libre (E) y enzima unido al sustrato (ES), deforma que la concentración total de enzima, [ET], (que es constante a lo largode la reacción) es:[ET] = [E] + [ES]Como[E] = [ET] - [ES]resulta que:v1= k1[S] [ET] - k1 [S] [ES]Este modelo cinético adopta la hipótesis del estado estacionario, según la cualla concentración del complejo enzima-sustrato es pequeña y constante a lo
  • 24. largo de la reacción (Figura de abajo). Por tanto, la velocidad de formación delcomplejo enzima-sustrato (v1) es igual a la de su disociación (v2+ v3):v1 = v2 + v3Además, como [ES] es constante, la velocidad de formación de los productos esconstante:v = v3 = k3 [ES] = constante.Como v1=v2+v3, podemos decir que:k1[S] [ET] - k1 [S] [ES] = k2 [ES] + k3 [ES]Despejando [ES], queda que,
  • 25. siendoEn donde la expresión (k2+k3)/k1 se ha sustituido por KM, o constante deMichaelis-Menten.Este enlace nos aporta una explicación sobre las razones que hacen de la Km unparametro cinético importante.Por lo tanto, en el estado estacionario, la velocidad de formación del productoes: v = v3 = k3 [ES] =Para cualquier reacción enzimática, [ET], k3 y KM son constantes. Vamos aconsiderar dos casos extremos:- A concentraciones de sustrato pequeñas ([S] << KM) v = (k3 [ET]/KM) [S].Como los términos entre paréntesis son constantes, pueden englobarse en unanueva constante, kobs, de forma que la expresión queda reducida a: v = kobs[S], con lo cual la reacción es un proceso cinético de primer orden.- A concentraciones de sustrato elevadas ([S] >> KM), v = k3 [ET]. La velocidadde reacción es independiente de la concentración del sustrato, y por tanto, lareacción es un proceso cinético de orden cero. Además, tanto k3 como [ET] son
  • 26. constantes, y nos permite definir un nuevo parámetro, la velocidad máxima dela reacción (Vmax): Vmax = k3 [ET], que es la velocidad que se alcanzaríacuando todo el enzima disponible se encuentra unido al sustrato.Si introducimos el parámetro Vmax en la ecuación general de la velocidad, (lafórmula recuadrada anteriormente), obtenemos la expresión más conocida dela ecuación de Michaelis-Menten:Hay enzimas que no obedecen la ecuación de Michaelis-Menten. Se dice que sucinética no es Michaeliana. Esto ocurre con los enzimas alostéricos, cuya gráficav frente a [S] no es una hipérbola, sino una sigmoide (Figura de abajo). En lacinética sigmoidea, pequeñas variaciones en la [S] en una zona crítica (cercanaa la KM) se traduce en grandes variaciones en la velocidad de reacción.c) Cálculo del Km y de la Vmax de un Enzima:
  • 27. La representación gráfica de la ecuación de Michaelis-Menten (v0 frente a [S]0)es una hipérbola (Figura de abajo). La Vmax corresponde al valor máximo alque tiende la curva experimental, y la KM corresponde a la concentración desustrato a la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la Vmax.Para determinar gráficamente los valores de KM y Vmax es más sencillo utilizarla representación doble recíproca (1/v0 frente a 1/[S]0), ya que es una línearecta. Esta representación doble recíproca recibe el nombre de representaciónde Lineweaver-Burk (Figura de abajo). Es una recta en la cual:La pendiente es KM/VmaxLa abscisa en el origen (1/v0 = 0) es -1/KMLa ordenada en el origen (1/[S]0 = 0) es 1/Vmax
  • 28. De esta forma, a partir de los datos experimentales se puede calculargráficamente, los valores de KM y Vmax de un enzima para diversos sustratos.d) Actividad Enzimática:Se define la unidad de actividad enzimática (U) como la cantidad de enzima quecataliza la conversión de 1 µmol de sustrato en un minuto. La actividadespecífica es el número de unidades de enzima por miligramo de proteína(U/mg prot) o por mililitro de disolución (U/ml). Recientemente, el SistemaInternacional de unidades (SI) ha definido la unidad de actividad enzimáticacomo la cantidad de enzima que transforma 1 mol de sustrato por segundo.Esta unidad se llama katal (kat). Como 1 mol son 106 µmoles y 1 minuto son 60segundos, resulta que 1 katal equivale a 60 x 106 U. Esta unidad es muy grande,de forma que se utilizan frecuentemente los submúltiplos como el microkatal(µkat, 10-6 kat) o el nanokatal (nkat, 10-9 kat).Cuando se conoce el peso molecular del enzima puro y el número de centrosactivos por molécula de enzima, las medidas de actividad enzimática permiten
  • 29. calcular el número de recambio del enzima, o sea, el número de reaccioneselementales que realiza el enzima por cada centro activo y por unidad detiempo.4.3.10.- MOTIVOS QUE HACEN DE UN PARÁMETRO CINÉTICOIMPORTANTELa constante de Michaelis-Menten (Km) es un parámetro cinético importantepor múltiples razones:Primero: La regulación del metabolismo logra la homeostasis. Fíjese, laregulación de la actividad enzimática contribuye en gran parte a preservar lahomeostasis que, mantiene un entorno intracelular e intraorgánicorelativamente constante en presencia de fluctuaciones amplias en al medioambiente externo, como cambios de temperatura, presencia o ausencia de aguao tipos específicos de alimento.¿Como conservar la homeostasis?Las concentraciones locales de sustrato, compartición de enzimas y secrecióncomo proenzimas o cimógenos (como por ejemplo la quimiotripsina) sinactividad catalítica contribuyen a la regulación de los procesos metabólicos.Además, las alteraciones rápidas y mínimas en la actividad catalítica deenzimas reguladas clave tienen funciones importantes en la canalizaciónselectiva de metabolitos hacia uno u otro proceso metabólico.Ahora bien un Significado de un Km pequeño: un valor numérico pequeño deKm refleja una alta afinidad de la enzima por su substrato porque a una bajaconcentración del mismo, la enzima ha desarrollado ya la mitad de la velocidadmáxima y un Significado de un Km grande: el valor numérico grande de Km
  • 30. refleja una baja afinidad de la enzima por su substrato porque a unaconcentración elevada del mismo, la enzimadesarrolla la mitad de la velocidadmáxima.Segundo: Mediante la medida de la actividad enzimática en plasma, se puedeidentificar el tejido lesionado de un paciente, lo cual es de gran valor para elestablecimiento del diagnostico definitivo. Por ejemplo un paciente puedepresentar nauseas y dolor agudo (de menos de 24 horas, por ejemplo) en laparte baja del pecho.Del examen clínico y por rayos X de pecho se puede descartar la infecciónrespiratoria, problemas gástricos y la pancreatitis, pero normalmente no sepuede distinguir entre infarto al miocardio, embolia pulmonar, hepatitis víricao ictericia colestática (obstrucción del conducto biliar).Cuando se determina en la sangre del paciente las actividades de cinco enzimasmetabólicas (aspartato aminotransferasa, alanina aminotransferasa, lactatodeshidrogenasa, β-hidroxibutirato deshidrogenasa y creatina quinasa), aportanla base para el diagnostico diferencial entre dichas enfermedades. Incluso enlos casos en que el ECG sea negativo, un perfil distintivo de las actividadesenzimáticas en sangre puede indicar un suceso de infarto de miocardio.Por ejemplo tenemos:Otro ejemplo, el diagnostico de la hepatitis vírica aguda puede verse facilitadosi se miden las actividades en sangre de las enzimas isocitrato deshidrogenasa
  • 31. (NADP+), alcohol deshidrogenasa y glicerol 3 fosfato deshidrogenasa (NAD+)que se encuentran elevadas unas 30 veces en esta situación. Todas estas sonenzimas con alta actividad en el citosol de las células del hígado, por lo queescapan rápidamente a la circulación cuando se lesiona el hígado.