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Detalles ocultos de la inhibición competitiva: ¿Qué nos dicen los gráficos de Lineweaver-Burk?
En bioquímica, un diagrama de Lineweaver-Burk (o diagrama recíproco doble) es una representación gráfica de la ecuación de Michaelis-Menten para la cinética enzimática, descrita por primera vez por Hans Lineweaver y Dean Burk en 1934. Aunque este gráfico se ha utilizado ampliamente históricamente para evaluar parámetros cinéticos enzimáticos, presenta una estructura de error distorsionada en sus datos y no es una herramienta óptima para determinar parámetros cinéticos enzimáticos. Actualmente, los métodos que utilizan regresión no lineal son más precisos y se han vuelto más accesibles con la popularización de las computadoras de escritorio.
Definición del diagrama de Lineweaver-BurkEl gráfico de Lineweaver-Burk se deriva de una transformación de la ecuación de Michaelis-Menten. Esta ecuación expresa la relación entre la tasa de enzima v y la concentración de sustrato a, involucrando dos parámetros: V (tasa limitante) y Km (constante de Michaelis). Tomando el recíproco de ambos lados de esta ecuación, el resultado forma una línea recta. La intersección vertical de esta línea es 1/V, la intersección horizontal es -1/Km y la pendiente es Km/V.
Aplicaciones
Cuando se utiliza para determinar el tipo de inhibición enzimática, el gráfico de Lineweaver-Burk puede distinguir entre inhibidores competitivos, puramente no competitivos y no competitivos. Se pueden contrastar diferentes modos de inhibición con respuestas desinhibidas.
La inhibición competitiva no afectará el valor aparente de V, pero aumentará el valor aparente de Km y reducirá la afinidad del sustrato.
Inhibición competitiva
La característica de la inhibición competitiva es que el inhibidor compite con el sustrato por el sitio de unión de la enzima. Por lo tanto, en este caso, el valor aparente de V no se verá afectado, pero la Km aumentará, lo que significa que la afinidad entre la enzima y el sustrato disminuirá. Como se puede ver en la figura, el valor de la intersección para la enzima inhibida es mayor que el de la enzima no inhibida.
Inhibición pura no competitiva
En la inhibición no competitiva pura, el valor aparente de V disminuirá, mientras que Km no se verá afectado. En el gráfico de Lineweaver-Burk, esto se refleja como un aumento en la intersección vertical, pero una intersección horizontal constante, lo que indica que la afinidad del sustrato no se ve afectada.
Inhibición mixta
La inhibición pura no competitiva es en realidad muy rara, mientras que la inhibición mixta es mucho más común. Bajo inhibición mixta, el valor aparente de V disminuirá, mientras que el valor de Km generalmente aumentará, lo que indica que la afinidad del sustrato generalmente disminuirá. Muchos estudiosos coinciden con Cleland en este aspecto y reconocen la influencia de la inhibición mixta.
Inhibición no competitiva
En el caso de inhibición no competitiva, el valor aparente de V disminuirá, mientras que el valor de Km no cambiará. Esto se refleja en la figura como un aumento en la intersección vertical pero una pendiente sin cambios. En cambio, la afinidad del sustrato aumentará y el valor aparente de Km disminuirá.
