Cómo calcular la eficiencia catalítica

Las enzimas son moléculas esenciales - que catalizan las reacciones que hacen que la vida suceda . Naturaleza cuenta con una notable variedad de enzimas que catalizan una amplia variedad de reacciones. En la comparación de estas enzimas , a veces puede ser útil considerar en términos de su eficiencia catalítica , también llamada la constante de especificidad , que mide la eficiencia con la enzima convierte el sustrato ( la molécula que actúa sobre ) en el producto. Para las enzimas que siguen lo que los bioquímicos llaman la cinética de Michaelis - Menten , esta constante se puede calcular fácilmente a partir de datos experimentales . Instrucciones Matemáticas 1

Anote el Km y kcat . Estas constantes se determina experimentalmente , por lo que ya debe tener antes de comenzar tratando de calcular la constante de especificidad .
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Recordemos que la Km representa ( k - 1 + k2) /k1 , donde k1 es la constante de velocidad para la formación de un complejo enzima-sustrato , k - 1 es la constante de velocidad para la desintegración de ese complejo , y k2 es la constante de velocidad para la formación de producto desde el complejo enzima-sustrato . Otra manera (y tal vez más ilustrativo ) para definir Km es como la concentración de sustrato cuando la reacción está funcionando a la mitad de la velocidad máxima. Si una enzima tiene una gran Km , se necesita una gran cantidad de sustrato para alcanzar la tasa máxima de la enzima , mientras que una pequeña Km significa que sólo se necesita un poco de sustrato para saturar la enzima disponible.
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Recordemos que la kcat es la constante de velocidad para la etapa limitante de la velocidad en la reacción catalizada por la enzima . El paso limitante es el paso más lento o el cuello de botella que determina la velocidad global de la reacción se puede ejecutar.
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Divide kcat por Km para obtener la constante de especificidad . Por ejemplo, si kcat es 600 segundos ^ -1 y Km es de 10 micromolar , entonces la eficiencia catalítica es de 60 microM ^ -1 s ^ -1 .
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Tenga en cuenta que la velocidad de difusión establece un límite superior de la eficiencia catalítica máxima , generalmente del orden de 10 ^ 8-10 ^ ^ 9 M -1 s ^ -1 . Los bioquímicos a veces decir que una enzima cuya eficiencia catalítica se acerca a este límite se ha alcanzado la "perfección catalítica " .