¿Cómo afecta la concentración del sustrato a la actividad de la enzima?

Este es un gran tema, y ​​lo remito al artículo de Wikipedia (¡al menos!), Pero puedo darle una descripción general.

A continuación se muestran tres imágenes. El primero representa la mayoría de las enzimas, donde un gráfico de la velocidad de reacción frente a [S] produce una curva hiperbólica. A baja [S], v es casi proporcional a [S], y a alta [S] la curva se aplana y se aproxima a una velocidad máxima, Vmax.

Un modelo simple de “bloqueo y llave” para la reacción produce la famosa ecuación de Michaelis-Menten que describe la curva algebraicamente (a pesar de que las enzimas tienen conformaciones flexibles).

E + S [ES] → E + P

v = Vmax [S] / (Km + [S])

La segunda imagen muestra la cinética de una enzima alostérica. La forma sigmoidea de la curva se asemeja a la curva de unión de oxígeno de la hemoglobina. El motivo es el mismo Estas enzimas tienen múltiples subunidades con dos o más sitios activos. La unión del sustrato a un sitio cambia la conformación de la proteína, dando lugar a cambios en las propiedades de otros sitios de unión del sustrato.

Las enzimas alostéricas también tienen sitios de unión reguladores para activadores e inhibidores. Cuando entran en juego, se pueden producir una variedad de curvas cinéticas. Uno de los más interesantes es el de la fosfofructoquinasa 1, que se muestra en la tercera imagen. Cataliza la reacción,

Fructosa 6-fosfato + ATP → Fructosa 1,6 bisfosfato + ADP

Como era de esperar, esta enzima tiene un sitio activo para su sustrato, ATP, pero también tiene un sitio regulador e inhibidor del ATP. Un gráfico de v vs [ATP] muestra un aumento en la actividad seguido de una caída, ya que el efecto del sitio activo predomina a bajo [ATP], y el efecto del sitio regulador predomina a una [ATP] alta. Los activadores como AMP reemplazan el ATP del sitio regulador, aliviando la inhibición. Todo esto permite que la célula regule el flujo de glucosa a través de la vía glucolítica en respuesta al estado energético de la célula.

Esto es solo una muestra, pero espero que te ayude a entrar en un tema rico.

Cinética enzimática – Wikipedia

Thi

Teóricamente, la adición de concentración de sustrato aumenta la velocidad de la catálisis. A medida que las moléculas de sustrato aumentadas reducen las posibilidades de que la enzima esté en forma libre, manteniéndolas en estado ocupado y empujándolas a su máxima actividad. Sin embargo, existe un umbral para esta concentración después del cual cualquier aumento tendrá un efecto cero en la actividad de la enzima a medida que sus sitios activos se saturen.