Concentración de sustrato

En toda reacción catalizada por un enzima, si se mantiene constante la concentración del enzima, la velocidad de la reacción aumenta exponencialmente al incrementarse la concentración del sustrato, ya que al existir más moléculas de sustrato es más probable el encuentro con el enzima y la formación del complejo E-S. Este aumento de velocidad es rápido para concentraciones bajas de sustrato y, a medida que este aumenta, se va haciendo más lento hasta que la concentración del sustrato alcanza un cierto valor, a partir del cual, aunque aumente la concentración del mismo, no aumenta la velocidad de la reacción. Esto es debido a que el enzima esta saturada por el sustrato; es decir, todas las moléculas del enzima están unidas al sustrato formando el complejo E-S (los centros activos de los enzimas están todos ocupados). Cuando ocurre esto, se dice que la reacción ha alcanzado la velocidad máxima.

En 1913 Leonor Michaelis y a Maud Menten estudiaron la variación de la velocidad de una reacción enzimática en función de la concentración del sustrato y propusieron la siguiente ecuación, que es válida para concentraciones de sustrato no saturante.

[S]

Ecuación de Michaelis-Menten: V = V_max . -----------

K_m + [S]

Donde:

V es la velocidad de la reacción para una determinada concentración de sustrato.

V_max es la velocidad máxima de la reacción.

[S] es la concentración del sustrato.

K_m es una constante denominada constante de Michaelis-Menten, es característica de cada enzima.

Si en la ecuación hacemos V = ½ V_max y despejamos K_m obtenemos lo siguiente:

[S] [S]

V_max/2 = V_max . ------------ ; ½ = ------------ ; K_m + [S] = 2[S] ; K_m = [S]

K_m + [S] K_m + [S]

Km. Se puede definir como la concentración de sustrato necesario para que la velocidad de la reacción sea la mitad de la velocidad máxima. Se mide en unidades de concentración.

La K_m nos indica la afinidad de un enzima por su sustrato:

- Si K_m es alta indica que el enzima tiene poca afinidad por el sustrato ya que se necesita una concentración de sustrato elevada para alcanzar la mitad de la velocidad máxima.

- Si K_m es baja indica que el enzima tiene mucha afinidad por el sustrato ya que se necesita una concentración de sustrato baja para alcanzar la mitad de la velocidad máxima.

Estas dos gráficas pertenecen a enzimas distintos ¿cuál de las enzimas tiene mayor afinidad por el sustrato? (aunque en la concentración del sustrato no aparece las unidades de concentración, suponemos que usen la misma escala)