FQ-Engel

Problemas 521
P19.14 La proteína tirosina fosfatasa (PTPasa) es una clase
general de enzimas que están implicadas en una variedad de
procesos de enfermedad, incluyendo la diabetes y la obesidad. En
un estudio de Z.-Y. Zhang y colaboradores [J. Medicinal
Chemistry 43 (2000), 146], se usaron técnicas computacionales
para identificar a los inhibidores competitivos potenciales de una
PTPasa conocida como PTP1B. Se muestra la estructura de uno
de los inhibidores competitivos potenciales:
HO
HO 2 C
N
H
Inhibidor PTP1B
La velocidad de reacción se determinó en presencia y
ausencia de inhibidor, I, y reveló las siguientes velocidades de
reacción iniciales en función de la concentración de substrato:
N
Velocidad 0
( mM s −1 )
[S] ( mM) Velocidad 0
( mM s −1 ), [I] = 0 [I] = 200 mM
0.299 0.071 0.018
0.500 0.100 0.030
0.820 0.143 0.042
1.22 0.250 0.070
1.75 0.286 0.105
2.85 0.333 0.159
5.00 0.400 0.200
5.88 0.500 0.250
a. Determine K m
y velocidad máx
para PTP1B.
b. Demuestre que la inhibición es competitiva, y determine K i
.
P19.15 La velocidad de reacción se puede determinar
midiendo el cambio en la rotación óptica de la muestra en
función del tiempo si un reactante o producto es quiral. Esta
técnica es especialmente útil para estudios cinéticos de catálisis
enzimática que implica a azúcares. Por ejemplo, la enzima
invertasa cataliza la hidrólisis de sacarosa, un azúcar
ópticamente activo. Las velocidades de reacción inicial en
función de la concentración de sacarosa son la siguientes:
[Sacarosa] 0
(M) Velocidad (M s −1 )
0.029 0.182
0.059 0.266
0.088 0.310
0.117 0.330
0.175 0.372
0.234 0.371
Use estos datos para determinar la constante de Michaelis y el
número de vuelco para la invertasa.
S
N
P19.16 La enzima sintasa kinasa 3β ( GSK-3b) juega un
papel central en la enfermedad del Alzheimer. El principio de la
enfermedad del Alzheimer está acompañado por la producción
de formas altamente fosforiladas de una proteína referida como
“ t”. GSK-3b contribuye a la fosforilación de t de forma que la
inhibición de la actividad de esta enzima representa un camino
de reacción para el desarrollo de una droga del Alzheimer. Un
compuesto conocido como Ro 31-8220 es un inhibidor
competitivo de GSK-3b. Se obtuvieron los siguientes datos para
la velocidad de la actividad de GSK-3b en presencia y ausencia
de Ro 31-8220 [A. Martinez y col., J. Medicinal Chemistry 45
(2002), 1292]:
Velocidad 0
( mM s −1 )
[S] ( MM) Velocidad 0
( mM s −1 ), [I] = 0 [I] = 200 mM
66.7 4.17 × 10 −8 3.33 × 10 −8
40.0 3.97 × 10 −8 2.98 × 10 −8
20.0 3.62 × 10 −8 2.38 × 10 −8
13.3 3.27 × 10 −8 1.81 × 10 −8
10.0 2.98 × 10 −8 1.39 × 10 −8
6.67 2.31 × 10 −8 1.04 × 10 −8
Determine K m
y velocidad máx
de GSK-3b y usando los datos
con el inhibidor determine K m
* y K i
.
P19.17 En el mecanismo de Michaelis-Menten, se supone
que la formación de producto a partir del complejo enzimasubstrato
es irreversible. Sin embargo, considere la siguiente
versión modificada en la que la etapa formación del producto
es reversible:
1
E+ S←⎯⎯ ⎯→
ES⎯ 2
←⎯ ⎯→
E+
P
Deduzca la expresión de la constante de Michaelis para este
mecanismo en el límite en el que [S] 0
>> [E] 0
.
P19.18 Determine la expresión de la ley de velocidad
predicha para la siguiente reacción en cadena radical:
P19.19 La reacción global de halogenación de un
hidrocarburo (RH) usando Br como halógeno es RH + Br2
⎯→ RBr + HBr. Se ha propuesto el siguiente mecanismo
para este proceso:
Br
2
k−
1
A
k
2
2
Ai⎯⎯ →Bi+
C
k3
Ai+ Bi⎯⎯→P
k4
Ai+ P⎯⎯→Bi
k1
⎯→⎯ 2Bri
2
Bri+ RH ⎯⎯ →Ri+
HBr
k3
Ri + Br ⎯⎯→RBr
+ Bri
2
k1
⎯→⎯ 2Ai
k 4
Bri+ Ri⎯⎯→RBr
k
k
Determine la ley de velocidad predicha por este mecanismo.
k
k−
2