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PROBLEMAS CINÉTICA ENZIMÁTICA
Biocatalisis (Universidad Autónoma de Yucatán)
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PROBLEMAS CINÉTICA ENZIMÁTICA
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE
YUCATÁN 
FACULTAD DE INGENIERÍA
QUÍMICA
 LICENCIATURA EN INGENIERÍA
EN BIOTECNOLOGÍA 
SEXTO SEMESTRE
 
BIOCATÁLISIS
 PROBLEMAS CINÉTICA
ENZIMÁTICA
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 24 DE ENERO DE 2018
Problemas cinética enzimática
1. Las velocidades iniciales a varias concentraciones de sustrato para una 
reacción catalizada por un enzima hipotético son: 
a) ¿Cuál es la velocidad máxima para esta reacción? 
Haciendo el cálculo mediante el método de Lineweaver-Burke, además de que la 
velocidad permanece constante a concentraciones de sustrato mayor 5x10-4 M, la 
velocidad máxima es 0.25 μM/min
b) ¿Por qué la velocidad inicial permanece constante a una [S] mayor de 5x10-4 
M ¿Cuál es la concentración de enzima libre para una [S] de 5x10-4 M?
Esto podría deberse a que el producto es un inhibidor de la enzima o a que el 
producto se esté reconvirtiendo a sustrato. No hay enzima libre debido a que a esa
concentración de sustrato se llega a la velocidad máxima.
c) ¿Cuál es la Km de la enzima?
Haciendo el cálculo mediante el método de Lineweaver-Burke, la Km es 1.25x10-5 
mol/l
d) Calcular la velocidad inicial para [S]=1x10-6 y [S]=1x10-1
V
0
=
Vm [S ]
Km+ [S ]
=
0.25 (1 x10−6 )
1.25x 10
−5+1x 10−6
=0.0185 μmol/min 
 V
0
=
0.25 (1x 10−1)
1.25 x10
−5+1 x10−1
=0.25μmol /min
e) Calcular la concentración de producto formado en los cinco primeros 
minutos de reacción utilizando 10 ml de una disolución de sustrato 2x10-3 M
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Como a concentraciones de sustrato mayores a 5x10-4 M la velocidad máxima es 
de 0.25 μmol/min, a 2x10-3 M tenemos dicha velocidad. En 5 min tenemos 1.25
μmol. A 10 ml o a 0.01 l tendríamos una concentración de 125 μmol/ l.
2. Para una enzima con cinética de Michaelis-Menten, determinar la velocidad 
de reacción, V (como porcentaje de Vmáx), observada a a) [S]=Km; b) [S]=0.5
Km; c) [S]=0.1 Km; d) [S]=2 Km; e) [S]=10 Km
V=
Vm [S ]
Km+ [S ]
→
V
Vm
=
[S ]
Km+ [S ]
 
a)
V
Vm
=
Km
Km+Km
=
1
2
=0.5
b)
V
Vm
=
0.5Km
Km+0.5Km
=
0.5
1.5
=
1
3
=0.333
c)
V
Vm
=
0.1Km
Km+0.1Km
=
0.1
1.1
=
1
11
=0.09
d)
V
Vm
=
2Km
Km+2Km
=
2
3
=0.667
e)
V
Vm
=
10Km
Km+10Km
=
10
11
=0.9
3. Determine los valores de Km y Vmáx para la descarboxilación de un -
cetoácido utilizando los siguientes datos:
Concentración de sustrato (M) Velocidad (mM min-1)
2.5 0.588
1 0.500
0.714 0.417
0.526 0.370
0.250 0.256
Eddie Hofstee
x (v/[s]) y (v) 
0.2352 0.588
0.5 0.5
0.5840336 0.417
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
f(x) = − 0.43 x + 0.69
R² = 0.98
Eddie Hofstee
V
V
/[
S]
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0.7034221 0.37
1.024 0.256
Km 0.4327 M
Vm 0.6898 mM
Lineweaver-Burke
X (1/[S]) Y (1/V)
0.4 1.70068027
1 2
1.4005602 2.39808153
1.9011407 2.7027027
4 3.90625
Km 0.42
Vm 0.68
4. Efecto de la 
concentración de 
enzima. En el 
siguiente 
experimento con la 
enzima fosfatasa 
ácida de semillas de 
trigo germinadas, se 
varió la 
concentración de la 
enzima a dos concentraciones de sustrato y se obtuvieron los resultados 
siguientes:
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
0
1
2
3
4
5
f(x) = 0.62 x + 1.47
R² = 0.99
Lineweaver-Burke
1/V
1
/[
S]
5 10 15 20 25 30
0
5
10
15
20
25
30
35
40
f(x) = 1.93 x + 0.07
f(x) = 6.34 x + 0.24
Efecto de la [enzima]
[FP] 0.1 mM
Linear ([FP] 0.1 mM)
[FP] 10 mM[enz] (microl)
V
el
 (
n
m
o
l/
m
in
)
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a) ¿Cómo varia la velocidad de la reacción 
en función de la cantidad de enzima 
añadida? 
De acuerdo con la gráfica, aumenta 
linealmente con la concentración de enzima.
b) ¿Qué pasa si dividimos la velocidad 
registrada por la cantidad de enzima 
añadida al ensayo? 
5 10 15 20 25 30
0
0.5
1
1.5
Vel vs vel/[enz]
[FP] 0.1 mM [FP] 10 mM
Vel/[enz]
V
el
 (
n
m
o
l/
m
in
)
Como se puede observar en la gráfica, se obtiene una velocidad constante.
c) Utilizando la ecuación de Michaelis-Menten explique sus respuestas a las 
preguntas anteriores.
[enz] ( l) [FP] 0.1 mM [FP] 10 mM
Vel 
(nmol/min)
Vel 
(nmol/min)
5 1.920 6.307
10 4.059 13.169
15 5.956 19.145
20 7.766 25.694
25 9.479 32.282
30 11.844 37.882
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La ecuación de Michaelis-Menten es V=
Vm [S ]
Km+ [S ]
 en la cual la velocidad máxima es
V m=K cat[EnzT ] y como se observa, la velocidad es proporcional a la velocidad máxima y 
a su vez, la velocidad máxima es proporcional a la concentración total de enzima añadida,
por lo que explica el inciso a).
En las dos determinaciones la concentración de sustrato se mantuvo constante, por lo que
el resultado en la ecuación obtenida de la división 
V
[Enz ]
=
K cat [S ]
Km+ [S ]
 es constante y se 
mantendrá de esta forma mientras la concentración del sustrato no sea modificada.
5. Cinética de una enzima. La actividad de la Acetil-CoA carboxilasa, medida 
con tres diferentes concentraciones de enzima y a diferentes 
concentraciones de sustrato fué la siguiente:
[Enz] ( g de
proteína)
0.1 0.2 0.5
[AcetilCoA] (M)   Vel ( mol / min)
0.05 0.275 0.546 1.373
0.14 0.482 1.001 2.502
0.23 0.580 1.185 2.891
0.32 0.642 1.385 3.463
0.50 0.755 1.494 3.656
0.59 0.766 1.497 3.810
a) Calcular para cada experimento el valor de Km y el valor de Vmax. 
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La Vm es proporcional a la cantidad de enz agregada.
b) ¿Son los valores de Km y Vmax 
iguales o diferentes? 
Los valores de Km son casi iguales y los de Vmax son bastante diferentes.
c) Explique si lo que observó es lo que esperaba obtener.
Si, se observó lo esperado. Los valores de Km nodeberían diferir debido a que la 
cantidad de sustrato requerida para ocupar el 50% de los sitios activos sólo depende de la
afinidad entre la enzima y el sustrato, lo cual no cambia con la concentración total de 
enzima. Los valores diferentes de la velocidad máxima son explicados por el aumento de 
enzima que a su vez aumenta los sitios activos disponibles para el sustrato, lo cual 
aumenta la velocidad máxima.
d) Sabiendo que la enzima pesa 220 000 
grs/mol, haga una gráfica de Vmax vs 
mol de enzima. 
Enz 
(μmol)
Vmax 
( mol/min
Eddie-Hofstee
0.1 0.2 0.5
x (v/[s]) y (v) x (v/[s]) y (v) x (v/[s]) y (v)
5.5 0.275 10.92 0.546 27.46 1.373
3.442857143 0.482 7.15 1.001 17.8714286 2.502
2.52173913 0.58 5.15217391 1.185 12.5695652 2.891
2.00625 0.642 4.328125 1.385 10.821875 3.463
1.51 0.755 2.988 1.494 7.312 3.656
1.298305085 0.766 2.53728814 1.497 6.45762712 3.81
Km 0.1171 Km
0.117
1
Km 0.1154
Vm
(mM/min)
0.9012
Vm
(mM/min)
1.830
4
Vm
(mM/min)
4.5355
5 10 15 20 25 30
0
2
4
6
f(x) = − 0.12 x + 4.54
0.5
v/[S]
v
5 10 15 20 25 30
0
2
4
6
f(x) = − 0.12 x + 4.54
0.5
v/[S]
v
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0
1
2
f(x) = − 0.12 x + 1.83
0.2
v/[S]
v
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
0
0.5
1
f(x) = − 0.12 x + 0.9
0.1
v/[S]
v
4.55E-07 9.09E-07 2.27E-06
0
5
Vmax vs enz
V max
En
z 
(m
ic
ro
m
o
l)
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)
4.55E-07 0.9012
9.09E-07 1.8304
2.27E-06 4.5355
 Microgramos de enzima/ peso molecular de enzima
e) ¿Qué representa la pendiente de esta gráfica?
Es el cambio de la velocidad máxima con respecto a la concentración de enzima.
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