Comprender los mecanismos de las reacciones enzimáticas y su regulación, y determinar experimentalmente los parámetros cinéticos y el efecto de activadores e inhibidores sobre la actividad catalítica.



Saber ajustar y representar correctamente los datos experimentales por regresión lineal y no lineal con herramientas informáticas.



Al superar la asignatura, el estudiante debe ser capaz de entender los mecanismos para la unión de ligandos a macromoléculas y de la catálisis enzimática, así como la regulación isostérica y alostérica. Además debe dominar las herramientas para determinar los parámetros cinéticos de los modelos estudiados, tanto empleando representaciones gráficas convencionales como métodos analíticos de iteración.

Enzimas. Nomenclatura y clasificación. El centro activo de los enzimas Definición y topología. Aminoácidos integrantes: de unión, de catálisis y de conformación. Modelos de centro activo: de Fischer y de Koshland. La Enzyme Commission. Unidades de actividad enzimática. Simbolismos recomendados para la cinética enzimática.

Unión de ligando/s X (X e Y) a una macromolécula que posee un único centro de unión Introducción. Función de saturación y saturación fraccional. Fracciones molares. Algunos casos particulares de interés.

Cinética de un enzima con un solo substrato Ecuación de velocidad. Deducción de Henri- Michaelis-Menten. Deducción de Briggs-Haldane. Equilibrio rápido y estado estacionario. Velocidad de reacción neta. Relación de Haldane. Forma integrada de la ecuación de Michaelis.

Influencia del pH y la temperatura en la estabilidad y actividad de un enzima. Efecto del pH en la estabilidad del enzima. Efecto del pH en los parámetros cinéticos. Funciones de pH de Michaelis. Enzimas con distinto grado de ionización. pH óptimo de actividad. Efecto de la temperatura en la estabilidad. Temperatura óptima de actividad y estabilidad. Efecto de la temperatura en los parámetros cinéticos. Teoría y representación de Arrhenius.

Cinética de un enzima con dos sustratos Reacciones que implican la formación de un complejo ternario: mecanismo secuencial al azar y ordenado. Reacciones que implican la formación de complejos binarios: mecanismo ping-pong y de Theorell-Chance. Ecuaciones de velocidad. Determinación de mecanismos y parámetros cinéticos.

Regulación de la actividad enzimática. Concepto de efector. Activadores e inhibidores. Inhibición reversible e irreversible. Inhibición de tipo puro: competitiva, no competitiva e incompetitiva. Ecuaciones de velocidad. Inhibiciones de tipo mixto lineales. Inhibiciones hiperbólicas. Ecuaciones de velocidad. Inhibición por alta concentración de sustrato. Activación enzimática esencial y no esencial.

Unión de ligando X a una macromolécula con más de un centro de unión por molécula Macromolécula con tres o más centros de unión. Cooperatividad en la unión. Cooperatividad mixta.

Modelos para explicar el comportamiento cooperativo y alostérico de las proteínas y enzimas. Saturación fraccional. Modelos de cooperatividad: Adair, de Pauling-Wyman y de Hill. Modelos alostéricos: Monod, Wyman y Changeux, modelo de Koshland, Nemethy y Filmer. Otros modelos (generalizado, de asociación disociación). Enzimas alostéricos. Centro catalítico y centro regulador. Ejemplos.

Para seguir las explicaciones teóricas los estudiantes disponen en el Aula virtual (e-Gela) de los materiales docentes empleados en las clases magistrales, además de los enunciados de problemas que resuelven individualmente y entregan para su evaluación. También se encuentran los ejercicios que se resuelven por iteración (Solver) en el Aula de informática y que también entregan para su evaluación.

La docencia magistral será evaluada por un examen que comprende preguntas tipo test, cortas y ejercicios cuantitativos, y que representará el 80% de la nota final. Los ejercicios entregables y los resueltos con ordenador se adjudicarán el porcentaje restante (20%).

Se requiere aprobar los exámenes de la docencia magistral para que se incluya la parte práctica en la calificación final.

La calificación obtenida en los ejercicios que se resuelven en el Aula de informática se mantendrá en la siguiente convocatoria extraordinaria.

Para el alumnado, sujeto tanto a evaluación continua como final, bastará con no presentarse a la prueba final para que la calificación final de la asignatura sea no presentado o no presentada.

En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una evaluación presencial, se activará una evaluación no presencial de la que será informado el alumnado puntualmente.

No hay un único libro que pueda calificarse de libro de texto, aunque se recomienda, entre otros el de Segel, I.H. (Enzyme Kinetics, Wiley and Sons, New York, 1993).
Se dispone abierta una Aula virtual (e-Gela) de la Asignatura en la que se incluyen materiales multimedia, lecturas complementarias y otras herramientas didácticas para seguir el curso. Se empleará Excel para la resolución de los ejercicios por iteración.

Bibliografía básica

Bisswanger, H. ENZYME KINETICS. Principles and Methods. Wiley VCH, Weinheim, 2002

Cornish-Bowden, A. FUNDAMENTALS OF ENZYME KINETICS, Wiley-Blackwell, Weinheim, 2012

Cornish-Bowden, A. ANALYSIS OF ENZYME KINETIC DATA, Oxford University Press, London, 1995

Cook, P.F. & Cleland W.W. ENZYME KINETICS AND MECHANISM, Garland Science, 2007

Fersht, A.R. ENZYME STRUCTURE AND MECHANISM, Freeman, New York, 1985

Marangoni, A.G. ENZYME KINETICS, John Wiley, New Jersey, 2003

Price, N.C. and Stevens, L. FUNDAMENTALS OF ENZYMOLOGY, Oxford University Press, Oxford, 1989

Segel, I.H. ENZYME KINETICS, Wiley and Sons, New York, 1993

Schulz, A.R. ENZYME KINETICS, Cambridge University Press, Cambridge, 1994

Taylor, K.B. ENZYME KINETICS AND MECHANISMS, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2002

Trevor Palmer, B.A. UNDERSTANDING ENZYMES, Ellis Horwood, Chichester, 1981

Bibliografía de profundización

Cadenas, E. ENZIMAS ALOSTERICOS, Blume, Madrid, 1978
Foster, R.L. THE NATURE OF ENZYMOLOGY, Croom Helm, London, 1980
Guy, H. ALLOSTERIC ENZYMES. CRC Press, 1989
Kurganov, B.I. ALLOSTERIC ENZYMES. KINETIC BEHAVIOUR, John Wiley and Sons, Chichester, 1982
Leskovac, V. COMPREHENSIVE ENZYME KINETICS. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2003
Perutz, M. MECHANISMS OF COOPERATIVITY AND ALLOSTERIC REGULATION IN PROTEINS, Cambridge University Press, Cambridge 1989
Purich, D.L. ENZYME KINETICS AND MECHANISMS. Academic Press, London, 1985
Roberts, D.V. ENZYME KINETICS, Cambridge University Press, Cambridge, 1977
Wharton, C.W. and Eisenthal, R. MOLECULAR ENZYMOLOGY, Blackie, Glasgow, 1981

Revistas

Biochemistry, Biochimica et Biophysica Acta, Journal of Biological Chemistry, Biochemical Journal, FEBS Journal