Si tratta di una teoria volta a spiegare il funzionamento degli enzimi. La cinetica enzimatica è la relazione matematica che correla la velocità con cui un enzima catalizza una reazione con la concentrazione dei substrati presenti. Questa relazione matematica viene espressa mediante l'EQUAZIONE DI MICHAELIS-MENTEN (equazione della velocità di una reazione a singolo substrato catalizzata da un enzima). L'equazione descrive il profilo di un'iperbole rettangolare, che tende in maniera asintotica al valore di velocità massima con cui la reazione in oggetto può avvenire. Graficamente: in ascissa i valori della concentrazione di substrato ([S], e si assume che quest'ultimo sia il saturante della reazione), in ordinata la velocità di reazione (V). Si osserva che: – inizialmente si parte da un valore di velocità pari a 0 (V0) e il substrato legato all'enzima è nullo; – all'aumentare della concentrazione di substrati legati all'enzima, la velocità aumenta; – fino al raggiungimento della costante di Michaelis-Menten (Km), la relazione velocità/[S] è di tipo lineare; – la velocità di reazione tende ad un limite infinito pari alla velocità massima di reazione (Vmax, velocità che si raggiunge quando tutto l'enzima è legato al substrato). La COSTANTE DI MICHAELIS-MENTEN (Km) è la concentrazione di substrato ([S]) alla quale la velocità di reazione catalizzata dall'enzima è semimassimale (Vmax/2). Km è misurata con la stessa unità di misura di [S] ed è una grandezza caratteristica di ogni enzima (descrive l'affinità fra enzima e substrato). Casi particolari: • La concentrazione del substrato tende a 0 ([S] ➝ 0): V = (Vmax/Km) x [S] • La concentrazione del substrato tende a infinito ([S] ➝ ∞): V = Vmax • La concentrazione del substrato è pari alla costante di Michaelis-Menten ([S] = Km): V = Vmax/2 Per ricavare i parametri cinetici, si riscrive l'equazione di Michaelis-Menten (la si converte nel suo reciproco, ottenendo l'EQUAZIONE DI LINEWEAVER-BURK). AFFINITÀ ENZIMA-SUBSTRATO: – Km bassa → elevata affinità (per raggiungere Vmax/2 la [S] è bassa, dunque per semisaturare l'enzima è necessaria una quantità minima di substrato); – Km elevata → bassa affinità (per raggiungere Vmax/2 la [S] è alta, dunque per semisaturare l'enzima è necessaria una quantità elevata di substrato).