Ciao sono Elisabetta Bulgarelli, benvenuti su Chimica Blu. Se ti iscriverai al mio canale mi farai molto piacere. La cinetica enzimatica si occupa delle velocità di reazione degli enzimi.
Qui ho riportato l'equazione della reazione enzimatica in cui l'enzima reagisce con il substrato e forma un complesso enzima-substrato che è reversibile per cui si mette la doppia freccia ed è un processo veloce. Il complesso enzima-substrato evolve nella formazione dei prodotti liberando l'enzima e il processo è irreversibile ed è la fase lenta di tutta la reazione enzimatica. In questo video diagramma viene studiato l'andamento della reazione enzimatica mettendo in ascissa la concentrazione di substrato e in ordinata la velocità iniziale della reazione, tutto questo mettendo una concentrazione di enzima costante per tutta la reazione. La prima parte della curva è lineare, significa che per basse concentrazioni di substrato enzima costante, la velocità iniziale aumenta di proporzionalità diretta.
In questa fase siamo ancora con la maggior parte dei siti enzimatici liberi. Se noi aumentiamo la concentrazione di substrato, le molecole di enzima che risultano occupate dal substrato aumentano. e vediamo che la curva prende caratteristiche non più di una retta ma è più arrotondata a seguito proprio del rallentamento della velocità di reazione. A concentrazione di substrato ancora maggiori vediamo che la velocità non aumenta ulteriormente. È la situazione in cui i siti enzimatici sono tutti occupati ed un ulteriore aumento.
della concentrazione di substrato non determina un aumento della velocità. Il valore di velocità raggiunto viene detta Vmax ed è il valore massimo di velocità per quella concentrazione di enzima. La velocità della reazione all'aumentare della concentrazione di substrato ha due zone particolari.
Per basse concentrazioni di substrato la velocità aumenta linearmente, mentre al di sopra di determinati valori di concentrazione di substrato La velocità di reazione diventa indipendente dalla concentrazione di substrato stesso. Gli scienziati Michaelis e Menten hanno elaborato l'equazione che ho indicato sulla destra, in cui la concentrazione di substrato viene messa in relazione con la velocità iniziale. Si considera V con 0 in quanto all'inizio della reazione Non si è ancora verificato un grosso decremento della concentrazione di substrato e quindi non devo considerare nell'equazione stessa anche come variabile il decremento di substrato. Vediamo ora un caso particolare in cui la velocità iniziale è uguale a metà della velocità massima. Vado sostituendo nell'equazione di Michaelis-Menten Eseguo gli opportuni passaggi semplificando Vmax e ottengo che cosa è Km, vale a dire che è uguale alla concentrazione di substrato.
Se guardiamo nel grafico in corrispondenza di un mezzo Vmax troviamo un valore di concentrazione di substrato che possiamo chiamare Km. e questo l'abbiamo ricavato tramite la Michaelis-Menten. Questo valore Km è caratteristico di ogni enzima e rappresenta l'affinità dell'enzima per il substrato.
Per tutti gli enzimi Km può essere un parametro di confronto in quanto è la concentrazione di substrato in cui si verifica che la velocità di reazione è pari a metà della velocità massima. Vediamo di fare un confronto tramite le Km riportate in questo video. tabella. Il lisozima ha una Km di 6, 6 micromolare e significa che ha un'alta affinità per l'esa N-acetil glucosamide che è il suo substrato. Invece l'anidrasi carbonica che ha come substrato la CO2 ha un'affinità molto più bassa perché si tratta di 8000 micromolare.
Un enzima è tanto più affine al proprio substrato quanto è più basso il valore di Km che lo caratterizza. Le cinetiche enzimatiche si determinano in genere allo stato stazionario. Che cos'è questo stato stazionario?
Vediamo innanzitutto che le reazioni abbiamo una prima fase di stato prestazionario che è uno stato in cui abbiamo ancora la massima concentrazione di substrato, l'enzima man mano si sta legando al substrato, quindi diminuisce di concentrazione l'enzima e aumenta la concentrazione del complesso enzima substrato. Piano piano sta anche aumentando la concentrazione dei prodotti. Nello stato stazionario abbiamo la formazione dell'enzima substrato in maniera costante.
Questo è lo stato stazionario. Quando ragioniamo quindi con una costanza di presenza del complesso enzima substrato. In questa fase di stato stazionario l'enzima man mano viene anche liberato per cui va aumentando la concentrazione di enzima, diminuisce la concentrazione di substrato mentre va aumentando.
grandemente la formazione dei prodotti e questa è la fase in cui si fanno normalmente le determinazioni. La terza fase della reazione enzimatica è invece quella fase in cui l'enzima viene progressivamente liberato per cui raggiunge la concentrazione iniziale sostanzialmente, la concentrazione di substrato al minimo Quindi con essa sta calando anche il complesso enzima substrato. Infine abbiamo i prodotti che raggiungono la massima concentrazione possibile. Se questo video ti è piaciuto clicca mi piace. Per ora è tutto, ciao!