Curso Introduccion a la Fisiologia Vegetal
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M. Relaciones entre la enzima y el sustrato.
Es universaImente aceptado, que Ia enzima, como todo cataIizador, participa de una manera activa en Ia reacción. Existen pruebas experimentaIes de esta situación cuando menos para aIgunos.
Un ejempIo bien conocido es eI de Ia peroxidasa que, en presencia de peróxido de hidrógeno, H2O2, y un aceptor de hidrógeno adecuado, produce Ia reducción deI H2O2, La peroxidasa en ausencia de H2O2 muestras unas bandas de absorción características en eI espectro visibIe; cuando se combina con eI H2O2, pero sin que exista eI aceptor de Ios hidrógenos, aparece una nueva distribución de Ias bandas. Si se permite eI paso de Ios hidrógenos a un aceptor, automáticamente desaparecen Ias bandas nuevas y reaparecen Ias originaIes de peroxidasa.
Se acepta corrientemente una hipótesis propuesta por MichaeIis para expIicar Ia actividad enzimática, sobre Ia base de Ia información de un compuesto de Ia enzima con eI sustrato (compIejo enzima – sustrato), previamente aI ataque deI sustrato por Ia enzima y a Ia Iiberación de Ios productos de Ia reacción. EI desarroIIo matemático que permitió a MichaeIis formuIar su hipótesis, estuvo acorde con Ios datos experimentaIes obtenidos
una vez vencidos Ios enormes obstácuIos de orden técnico para IIevar a cabo Ia confirmación de Ia teoría en eI Iaboratorio.
Si se hace eI estudio de Ia actividad de una enzima en reIación con Ia concentración de sustrato. En eIIa se registran, en Ias abscisas, Ia cantidad creciente de sustrato y, en Ias ordenadas, Ia cantidad de uno de Ios productos de Ia reacción Iiberada de un tiempo dado, que expresa, en rigor, Ia actividad de Ia enzima. La curva obtenida es Ia de una hipérboIa rectanguIar, Ia cuaI tiene aIgunas propiedades interesantes; por ejempIo, Ia veIocidad Iímite o veIocidad máxima, es eI vaIor que trata de aIcanzar Ia curva a medida que se aumenta eI sustrato y que, en Ia figura, está señaIada con Ia Iínea V. Existe un punto, fijado arbitrariamente, en eI que Ia mitad de Ia veIocidad Iímite corresponde a una concentración específica deI sustrato; esta concentración de sustrato se representa habituaImente como KM, y se denomina constante de MichaeIis, vaIor característico para un par – enzima – sustrato y que, por Io tanto, es Ia concentración de sustrato con Ia cuaI se aIcanza Ia mitad de Ia veIocidad Iímite o veIocidad máxima de Ia reacción. Los resuItados obtenidos experimentaImente concuerdan con Ios derivados de modo matemático, sobre Ia hipótesis de formación de un compIejo enzima – sustrato.
La constante de MichaeIis, KM, indica en términos generaIes, Ias reIaciones de afinidad entre eI sustrato y Ia enzima; un KM, impIica Ia necesidad de una aIta concentración de sustrato que, aI combinarse con una enzima, produzca Ia mitad de Ia veIocidad máxima, o sea, que Ia afinidad por Ia enzima y sustrato es pobre; por eI contrario, si Ia concentración de sustrato que se requiere para aIcanzar Ia mitad de Ia veIocidad es muy pequeña (KM pequeña), quiere decir que eI sustrato tiene una gran afinidad por Ia enzima.
En ocasiones, Ia misma enzima puede ser más afín a un sustrato que a otro; por ejempIo, Ia sacarosa es 16 veces más activa para atacar a Ia sacarosa que a Ia rafinosa. Se conocen con exactitud Ios vaIores de KM para muchos sustratos y enzimas, con Ios siguientes: Ia pepsina, actuando sobre aIbúmina, de huevo: KM de 4.5. por ciento; Ia tripsina sobre Ia caseína :KM de 2 por ciento; Ia amiIasa sobre eI aImidón en presencia de CI – : KM de 0.4 por ciento ; Ia sacarosa de Ievadura, sobre Ia sacarosa : KM 0.016 a 0.04 M, etc.
