Algunas definiciones sobre la enzimología

Velocidad de reacción:

• se define como la cantidad de producto formado por unidad de tiempo o como la cantidad de sustrato por unidad de tiempo.
•                                                     v = – d[S] / dt = d[P] / dt

Equilibrio químico:

• tomemos como ejemplo la reacción sencilla en la que:
•                                                         S     –>       P
• Si tuviéramos una manera de medir la formación de producto y/o el consumo del sustrato, representáramos las concentraciones frente a los tiempos a los que fueron hechas las medidas, obtendríamos una gráfica como la que sigue:
• Vemos que a partir de cierto tiempo las concentraciones de S y P se estabilizan y permanecen constantes. Es debido a que se ha llegado a una situación en la cual la velocidad de la conversión de S en P es igual a la velocidad de conversión de P en S: SITUACIÓN DE EQ. QUÍMICO.

Mecanismo de reacción:

• los procesos químicos rara vez transcurren a través de un paso único y sencillo.
• El proceso:
•     S          –>             P : (por ejemplo)
• transcurriría a través de una serie de pasos en los que se forman y consumen una serie de productos llamados intermediarios, que son los que aparecen en los diagramas de energía.
•                        S : S* : S** : P’ : P’’ : P
• A esta serie de reacciones y a la descripción de los intermediarios se le llama MECANISMO DE REACCIÓN.
• Orden de reacción: la velocidad de la reacción depende de la concentración de sustrato, y esta dependencia puede expresarse de manera general por la expresión:
• v = k [S]n
• Al exponente “n” se le denomina ORDEN DE LA REACCIÓN. Si en esta última expresión tomamos logaritmos:
• log v = log k + n log [S]
• La representación de “log v” frente a “log k” nos dará una línea recta de pendiente “n”. De esta manera puede obtenerse experimentalmente el orden de la reacción. Téngase en cuenta que el orden de una reacción es un número obtenido experimentalmente. No tiene que ver con la estequiometría de la reacción ni debe confundirse con la molecularidad.
• Si n = 0 : v = k
• 2 o más sustratos: “ntotal” sería la suma de los “n” con respecto a cada uno de los sustratos.

Paso limitante:

• en el MECANISMO DE LA REACCIÓN, cada uno de los pasos transcurre a una velocidad diferente. Si transcurriesen todos a la misma velocidad el proceso se reduciría a un único paso más lento de todos, que es el que determina la velocidad de transformación de S en P, se le denomina PASO LIMITANTE DE LA REACCIÓN.
• Constante de velocidad: “k” es la llamada constante de velocidad, característica de cada proceso y de la serie de condiciones en las que se produce. Tiene unas dimensiones que son diferentes para los diferentes órdenes de reacción:
• –    Orden 0 –> [M] • [T]-1
• –    Orden 1 –> [T]-1
• –    Orden 2 –> [M]-1 • [T]-1
• A la hora de manejar estas constantes debe tenerse en cuenta que sólo pueden aparecer sumando o restando en una expresión las constantes del mismo orden, es decir, las que tengan las mismas dimensiones.
• Orden de reacciones enzimáticas–> generalmente se dice que dichas reacciones son de primer o segundo orden, cuando se usa una [S] determinada y una [enzima] mucho más baja, dándonos (si enfrentamos [P] frente al tiempo) una gráfica de tipo hipérbola rectangular.

Hidrofobicidad.

• La interacción o enlace hidrofóbico es una manera de describir la tendencia de los compuestos no polares (como los hidrocarburos) a ser transferidos desde una solución acuosa a una fase orgánica.
• Una manera conveniente de expresar la hidrofobicidad de una molécula, es midiendo la tendencia relativa de esa molécula a disolverse en un disolvente orgánico o en agua. El coeficiente de partición P de un compuesto entre dos disolventes no miscibles (por ejemplo n-octanol y agua) se define como la relación entre las solubilidades de ese compuesto en los dos disolventes, esto es: P = [Soctanol] / [Sagua]. Hansch ha descrito la hidrofobicidad por el coeficiente π:
• π = log [P / P0]
• P0–> coeficiente de partición de un compuesto patrón o de referencia. Cuanto mayor sea π, mayor será la hidrofobicidad del compuesto. Este parámetro es una medida del cambio de energía libre ΔG para la transferencia de ese compuesto desde el disolvente orgánico al agua.

Velocidad de reacciónà se define como la cantidad de producto formado por unidad de tiempo o como la cantidad de sustrato por unidad de tiempo.

                                                    v = – d[S] / dt = d[P] / dt

Equilibrio químicoà tomemos como ejemplo la reacción sencilla en la que:

                                                        S            P

Si tuviéramos una manera de medir la formación de producto y/o el consumo del sustrato, representáramos las concentraciones frente a los tiempos a los que fueron hechas las medidas, obtendríamos una gráfica como la que sigue:

             [ ]

             [P]_eq

 [S]_eq

                                                                                       t

Vemos que a partir de cierto tiempo las concentraciones de S y P se estabilizan y permanecen constantes. Es debido a que se ha llegado a una situación en la cual la velocidad de la conversión de S en P es igual a la velocidad de conversión de P en Sà SITUACIÓN DE EQ. QUÍMICO.

Mecanismo de reacciónà los procesos químicos rara vez transcurren a través de un paso único y sencillo.

El proceso:

            S                       P : (por ejemplo)

transcurriría a través de una serie de pasos en los que se forman y consumen una serie de productos llamados intermediarios, que son los que aparecen en los diagramas de energía.

                       S à S^* à S^** à P’ à P’’ à P

A esta serie de reacciones y a la descripción de los intermediarios se le llama MECANISMO DE REACCIÓN.

Orden de reacciónà la velocidad de la reacción depende de la concentración de sustrato, y esta dependencia puede expresarse de manera general por la expresión:

v = k [S]ⁿ

Al exponente “n” se le denomina ORDEN DE LA REACCIÓN. Si en esta última expresión tomamos logaritmos:

log v = log k + n log [S]

La representación de “log v” frente a “log k” nos dará una línea recta de pendiente “n”. De esta manera puede obtenerse experimentalmente el orden de la reacción. Téngase en cuenta que el orden de una reacción es un número obtenido experimentalmente. No tiene que ver con la estequiometría de la reacción ni debe confundirse con la molecularidad.

Si n = 0 à v = k

2 o más sustratosà “n_total” sería la suma de los “n” con respecto a cada uno de los sustratos.

Paso limitanteà en el MECANISMO DE LA REACCIÓN, cada uno de los pasos transcurre a una velocidad diferente. Si transcurriesen todos a la misma velocidad el proceso se reduciría a un único paso más lento de todos, que es el que determina la velocidad de transformación de S en P, se le denomina PASO LIMITANTE DE LA REACCIÓN.

Constante de velocidadà “k” es la llamada constante de velocidad, característica de cada proceso y de la serie de condiciones en las que se produce. Tiene unas dimensiones que son diferentes para los diferentes órdenes de reacción:

–          Orden 0 à [M] · [T]^-1

–          Orden 1 à [T]^-1

–          Orden 2 à [M]^-1 · [T]^-1

A la hora de manejar estas constantes debe tenerse en cuenta que sólo pueden aparecer sumando o restando en una expresión las constantes del mismo orden, es decir, las que tengan las mismas dimensiones.

Orden de reacciones enzimáticasà generalmente se dice que dichas reacciones son de primer o segundo orden, cuando se usa una [S] determinada y una [enzima] mucho más baja, dándonos (si enfrentamos [P] frente al tiempo) una gráfica de tipo hipérbola rectangular.

Hidrofobicidad.

La interacción o enlace hidrofóbico es una manera de describir la tendencia de los compuestos no polares (como los hidrocarburos) a ser transferidos desde una solución acuosa a una fase orgánica.

Una manera conveniente de expresar la hidrofobicidad de una molécula, es midiendo la tendencia relativa de esa molécula a disolverse en un disolvente orgánico o en agua. El coeficiente de partición P de un compuesto entre dos disolventes no miscibles (por ejemplo n-octanol y agua) se define como la relación entre las solubilidades de ese compuesto en los dos disolventes, esto es: P = [S_octanol] / [S_agua]. Hansch ha descrito la hidrofobicidad por el coeficiente π:

π = log [P / P₀]

P₀à coeficiente de partición de un compuesto patrón o de referencia. Cuanto mayor sea π, mayor será la hidrofobicidad del compuesto. Este parámetro es una medida del cambio de energía libre ΔG para la transferencia de ese compuesto desde el disolvente orgánico al agua.